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硅的电阻率和方阻测定和使用问题解析
[编辑:永太净化设备经营部] [时间:2024-02-27]
器件设计过程中电学性能是重中之重。MEMS大多数由衬底、介质层和金属层组成,硅衬底、多晶硅和金属均与电学性能密不可分。其中,硅作为最常见的
电阻率(Resistivity)是用来表示各种物质电阻特性的物理量,是材料的固有属性。某种材料制成的长为1m、横截面积为1m2的导体的电阻,在数值上等于这种材料的电阻率,单位是Ω·m(半导体习惯用Ω·cm)。对半导体硅材料来说,电阻率与硅内部的电子和空穴的浓度相关,与其尺寸和形状无关。
方阻,全称是方块电阻(Sheet Resistance),指薄膜单位面积上的电阻,等于电阻率除以厚度,单位为Ω/□。方块电阻有一个特性,即任意大小的正方形边到边的电阻都是一样的,不管边长是1m还是1mm,它们的方阻都是一样。
对硅晶圆或绝缘体上硅(SOI),规格书上通常用电阻率表征其基本电学参数。硅片一般分为高阻硅和低阻硅,高阻硅中的杂质浓度非常低,通常在1012cm-3以下,这使得高阻硅片的电阻率非常高,在103-106Ω·cm之间。相对于低阻硅,高阻硅的制造工艺极为难,电阻越高要求的硅的纯度越高,很多标称的高阻硅经过退火,电阻率都有一定程度的衰减。
方阻这个概念,主要是针对薄膜提出来的,它的提出使MEMS器件电学设计更为简便。它好比一个正方形方块积木,我们知道了方阻值,只要数出它的方块数(电阻的长除以宽),就很容易计算出总电阻。所以,方块和方阻的引入,极大了方便了设计和制造人员之间的沟通。对于多晶硅或者注入单晶硅,我们甚至不需要知道注入深度(结深),只需要测定方阻值,即可轻易完成电路部分的设计。
四探针法是一种常用的测试半导体材料电阻率和方阻的方法,其基本原理是在样品上放置四个探针,通过测量探针之间的电流和电压关系,可以计算出样品的电阻率和方阻等参数。四探针法通常用于测量薄层材料的方阻,因为它可以消除接触电阻的影响,并且具有较高的测量精度。
四根探针,间距均为s;探针适当施加压力,垂直落于硅片上,形成欧姆接触;2个外侧探针(1,4)之间施加电流I14,形成测试回路;2个中间探针(2,3)连接高阻抗精密电压表,测得电位差V23;方阻计算公式为:
从公式看,四探针法测试方阻与薄膜厚度形状无关,方便测试及读出,无需再测定膜厚或者结深厚度去反推电阻率。
如果要测定厚度大于0.1mm,直径2英寸以上的硅晶圆的电阻率,其计算公式为:
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式传感器 piezoresistance type transducer 利用单晶
可以采用四针探测的方式3,通过加载电流源并测量电压进行测量,其中可以采用四点共线探测技术或者范德堡方法。 在使用四点共线探测技术进行测量时,其中两个探针用于
硅片,有n型、p型、本征硅片,晶向〈111〉、〈100〉、〈110〉,直径1~8寸的单抛硅片、双抛硅片、氧化硅片,超平硅片、超薄硅片、超厚硅片,异型硅片
评估诸如棒,栅格,板或平行接地场的掩埋电极的效率。这是衡量电极如何将电流分散
地衰减到一个稳定值.电流随时间的减小可能是由于电介质极化和可动离子位移到电极所致.对于体积
小于10的10Ω.m的材料,其稳定状态通常在1min内达到.因此,要经过这个电化时间后
测试方法(迄今为止)。因此,这意味着温纳法被认为是测试土壤至更深深度的“更可靠”方法之一。华天电力专业电测15年,产品选型丰富,值得信赖的电测设备厂家
是决定半导体材料电学特性的重要参数,为了表征工艺质量以及材料的掺杂情况,需要测试材料的
测试方法有很多种,其中四探针法具有设备简单、操作方便、测量精度高以及对样品形状
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