為了滿足各種半導體器件的需要,必需對材料的電學參數(shù)進行測量,,這些參數(shù)一般為電 阻率,、載流子濃度、導電類型,、遷移率,、壽命及載流子濃度分布等。測量方法有四探針 ,、三探針,、擴展電阻、C-V法及Hall測量等,。
對于半導體材料的電阻率,,一般采用四探針、三探針和擴展電阻,。
四探針法是經(jīng)常采用的一種,,原理簡單,數(shù)據(jù)處理簡便,。測量范圍為10-3-104 防 米,, 能分辨毫米級材料的均勻性,適用于測量半導體材料,、異型層,、外延材料及擴散層、離 子注入層的電阻率,,并能夠提供一個迅速的,、不破壞的、較準確的測量,。
采用四探針法測量相同導電類型,、低阻襯底的外延層材料的電阻率時,由于流經(jīng)材料的 電流會在低阻襯底中短路,,因此得到的是襯底與外延層電阻率并聯(lián)的綜合結(jié)果,。這時, 需要采用三探針法、擴展電阻法等,。
三探針法是利用金屬探針與半導體材料接觸處的反向電流-電壓特性,、測定擊穿時的電壓 來獲得材料電阻率的知識的。
C-V法利用PN結(jié)或肖特基勢壘在反向偏壓時的電容特性,,可以獲得材料中雜質(zhì)濃度及其分布的 信息,,這類測量稱為C-V測量技術(shù)。這種測量可以提供材料截面均勻性及縱向雜質(zhì)濃度分 布的信息,,因此比四探針,、三探針等具有更大的優(yōu)點。雖然擴展電阻也能測量縱向分布 ,,但它需將樣品進行磨角。但是C-V法既可以測量同型低阻襯底上外延材料的分布,,也可測量高阻襯底用異型層的外延材料的分布,。
Hall測量在半導體材料測量中,霍爾效應有著廣泛的應用,。用它來研究半導體材料導電過程或輸 運現(xiàn)象,。可提供材料的導電類型,、載流子濃度,、雜質(zhì)電離能(包括深、淺能級雜質(zhì)),、 禁帶寬度,、遷移率及雜質(zhì)補償度等信息。