目錄
前言
第1 章電阻率測(cè)試 1
1.1 探針法 1
1.1.1 半導(dǎo)體材料的電阻率和載流子濃度 1
1.1.2 探針法測(cè)試電阻率的基本原理 3
1.1.3 四探針法的測(cè)試設(shè)備 14
1.1.4 樣品制備及測(cè)試過程注意事項(xiàng) 16
1.1.5 四探針測(cè)試的應(yīng)用和實(shí)例 19
1.2 元接觸法 20
1.2.1 元接觸法測(cè)試原理 21
1.2.2 元接觸式渦流法測(cè)試設(shè)備 24
1.2.3 樣品制備及測(cè)試過程注意事項(xiàng) 26
1.2.4無接觸測(cè)試的應(yīng)用和實(shí)例 27
參考文獻(xiàn) 28
第2 章擴(kuò)展電阻測(cè)試 31
2.1 擴(kuò)展電阻測(cè)試的基本原理 31
2 1.1 單探針結(jié)構(gòu)擴(kuò)展電阻的測(cè)試原理 32
2 1.2 二探針和主探針結(jié)構(gòu)的測(cè)試原理 34
2.1.3 三種探針結(jié)構(gòu)形式的比較 37
2.2 擴(kuò)展電阻測(cè)試系統(tǒng) 37
2.3 擴(kuò)展電阻測(cè)試的樣品 39
2.3.1 擴(kuò)展電阻法樣品的磨角 39
2.3.2 擴(kuò)展電阻法樣品的制備 40
2.4擴(kuò)展電阻測(cè)試的影響因素 41
2.4.1 擴(kuò)展電阻法測(cè)量過程中應(yīng)注意的問題 41
2.4.2 擴(kuò)展電阻法測(cè)量淺結(jié)器件結(jié)深和雜質(zhì)分布時(shí)應(yīng)注意的問題 43
2.5 擴(kuò)展電阻測(cè)試的應(yīng)用和實(shí)例 44
2.5.1 硅晶體電阻率微觀均勻性的測(cè)量 44
2.5.2 硅晶體中氧濃度及其分布的測(cè)量 44
2.5.3 硅晶體離子注人層的測(cè)試 47
2.5.4 硅外延層厚度和載流子濃度的測(cè)試 48
2.5.5 硅歸結(jié)和器件結(jié)構(gòu)的測(cè)試 50
2.5.6 硅晶體中雜質(zhì)擴(kuò)散特性的測(cè)試 51
參考文獻(xiàn) 53
第3 章少數(shù)載流子壽命測(cè)試 54
3.1 少數(shù)載流子的壽命 54
3.1.1 非平衡載流子的產(chǎn)生 54
3 1.2 非平衡載流子壽命 54
3.2 少數(shù)載流子壽命測(cè)試的基本原理和技術(shù) 59
3.2.1 少數(shù)載流子壽命的測(cè)試 59
3.2.2 直流光電導(dǎo)衰退法 59
3.2.3 高頻光電導(dǎo)衰退法 65
3.2 4表面光電壓法 68
3.2 5少子脈沖漂移法 69
3.3 微波光電導(dǎo)衰退法 71
3.3.1 微波光電導(dǎo)測(cè)試基本原理 71
3.3.2 微波光電導(dǎo)測(cè)試系統(tǒng)和設(shè)備 74
3.3.3 微波光電導(dǎo)測(cè)試樣品 77
3 3.4微波光電導(dǎo)測(cè)試影響因素 77
3.3.5微波光電導(dǎo)測(cè)試的應(yīng)用和實(shí)例 84
參考文獻(xiàn) 92
第4 章少數(shù)載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度測(cè)試 93
4.1 表面光電壓測(cè)試原理 94
4 1.1 古德曼關(guān)系 94
4 1.2 少子擴(kuò)散長(zhǎng)度 98
4 1.3 理論修正 102
4.2 表面光電壓測(cè)試系統(tǒng) 106
4.3 表面光電壓測(cè)試樣品和測(cè)試工藝 108
4.3.1 測(cè)試樣品 108
4.3.2 測(cè)試工藝 110
4.4表面光電壓測(cè)試影響因素 110
4.4.1 吸收系數(shù) 111
4.4.2 反射率 111
4.4.3 探針及光斑直徑 111
4.4.4溫度 112
4.4.5 表面復(fù)合 112
4.4.6 陷阱 112
4.4 7 掃描方式 112
4.5 表面光電壓測(cè)試的應(yīng)用和實(shí)例 113
4.5.1 硅片中的Fe濃度測(cè)試
4.5 2 多晶硅薄膜性能表征 115
4.5.3 化合物半導(dǎo)體InP性能表征 116
參考文獻(xiàn) 117
第5章霍爾效應(yīng)測(cè)試 120
5.1 霍爾效應(yīng)的基本理論 120
5 1.1 霍爾效應(yīng)的基本原理 120
5 1.2 范德堡測(cè)試技術(shù) 122
5.2 霍爾效應(yīng)的測(cè)試系統(tǒng) 125
5.2.1 霍爾效應(yīng)測(cè)試儀的結(jié)構(gòu) 125
5.2.2 霍爾效應(yīng)儀的靈敏度 126
5.3 霍爾效應(yīng)的樣品和測(cè)試斗 127
5.3.1 霍爾效應(yīng)測(cè)試的樣品結(jié)構(gòu) 127
5.3.2 霍爾效應(yīng)測(cè)試的測(cè)準(zhǔn)條件 128
5.3.3 霍爾效應(yīng)測(cè)試步驟 130
5.4霍爾效應(yīng)測(cè)試的應(yīng)用和實(shí)例 131
5.4.1 硅的雜質(zhì)補(bǔ)償度測(cè)量 131
5.4.2 ZnO 的載流子濃度、遷移率和補(bǔ)償度測(cè)量 134
5.4.3 硅超淺結(jié)中載流子濃度的深度分布測(cè)量 135
參考文獻(xiàn) 138
第6 章紅外光譜測(cè)試 1399
6.1 紅外光譜測(cè)試原理 139
6 1.1 紅外光譜測(cè)試的基本分類 139
6 1.2 傅里葉變換紅外光譜測(cè)試的基本原理 140
6 1.3傅里葉變換紅外光譜測(cè)試的特點(diǎn) 142
6.2 傅里葉變換紅外光譜的測(cè)試系統(tǒng) 143
6.3 紅外光譜測(cè)試的樣品和影響因素 146
6.3.1 測(cè)試樣品制備 146
6.3.2 測(cè)試影響因素 146
6.4傅里葉紅外光譜的應(yīng)用和實(shí)例 147
6.4.1 硅晶體中雜質(zhì)和缺陷的測(cè)量 147
6.4 2 呻化嫁中雜質(zhì)和缺陷的測(cè)量 163
6.4.3 錯(cuò)中雜質(zhì)的測(cè)量 168
6.4.4氮化嫁中雜質(zhì)的測(cè)量 170
參考文獻(xiàn) 171
第7 章深能級(jí)瞬態(tài)譜測(cè)試 173
7.1 深能級(jí)瞬態(tài)譜測(cè)試的基本原理 174
7 1.1 陷阱中心的基本電學(xué)性質(zhì) 174
7 1.2 陷阱對(duì)自由載流子的悴獲和發(fā)射 175
7 1.3 陷阱中心引起的電容瞬態(tài)變化177
7.2 深能級(jí)瞬態(tài)譜測(cè)試技術(shù) 182
7.2.1 Boxcar 技術(shù)182
7.2.2 雙脈沖Boxcar 技術(shù)184
7.2.3 Lock-in 技術(shù) 185
7.2.4 CC-DLTS技術(shù)187
7.2.5 傅里葉變換DLTS技術(shù) 188
7.2.6 Lap1ace 轉(zhuǎn)換的DLTS技術(shù) 190
7.2.7 光生電導(dǎo)DLTS技術(shù)192
7.2.8 掃描DLTS技術(shù) 194
7.3 深能級(jí)瞬態(tài)譜測(cè)試信號(hào)的分析 195
7.3.1 俘獲截面和能級(jí)位置的測(cè)量195
7.3.2 陷阱深度分布的測(cè)量 197
7.3.3 電場(chǎng)效應(yīng)和德拜效應(yīng)的測(cè)量 197
7.3.4擴(kuò)展缺陷的DLTS 譜特征 199
7.4深能級(jí)瞬態(tài)譜測(cè)試系統(tǒng)及品質(zhì)因子 200
7.4.1 DLTS 測(cè)試系統(tǒng) 200
7.4.2 DLTS 測(cè)試系統(tǒng)的品質(zhì)因子 201
7.5 深能級(jí)瞬態(tài)譜測(cè)試樣品 203
7.5.1 DLTS 樣品要求 203
7.5.2 歐姆接觸 204
7.5.3 肖特基接觸 205
7.6 深能級(jí)瞬態(tài)譜測(cè)試的應(yīng)用和實(shí)例 205
7.6.1 GaAs 薄膜缺陷的測(cè)量 205
7.6.2 硅晶體點(diǎn)缺陷的測(cè)量 209
7.6.3 硅晶體金屬雜質(zhì)的測(cè)量 212
7.6.4硅晶體位錯(cuò)和氧化誘生層錯(cuò)的測(cè)量 215
7.6 呈硅晶體氧沉淀的測(cè)量 218
7.6.6 SDLTS 的應(yīng)用實(shí)例 219
參考文獻(xiàn) 221
第8 章E 電子湮沒譜測(cè)試 223
8.1 正電子湮沒的基本原理 223
8.1.1 正電子湮沒的過程 224
8 1.2 正電子湮沒譜 227
8.2 正電子湮沒的測(cè)試和系統(tǒng) 2322
8.2.1 未經(jīng)調(diào)制的正電子技術(shù) 232
8.2.2 慢正電子技術(shù).234
8.3 正電子湮沒譜測(cè)試的應(yīng)用和實(shí)例 236
8.3.1 空位點(diǎn)缺陷的測(cè)量 236
8.3.2 空位-雜質(zhì)復(fù)合體的測(cè)量 239
8.3.3 空洞(void)的測(cè)量 241
8.3.4負(fù)離子及位錯(cuò)的測(cè)量 243
參考文獻(xiàn) 246
第9 章光致熒光譜測(cè)試 248
9.1 光致熒光的基本原理 249
9 1.1 光致熒光基本概念 249
9 1.2 熒光輻射壽命和效率 251
9 1.3 半導(dǎo)體材料中的輻射復(fù)合 252
9.2 光致熒光譜測(cè)試技術(shù) 261
9.2.1 光致熒光譜特征 261
9.2.2 光致熒光譜類型 263
9.3 光致熒光測(cè)試系統(tǒng)和樣品 269
9.3.1 光致熒光測(cè)試系統(tǒng) 269
9 3 2 測(cè)試樣品 271
9.3.3 光譜校正 272
9.4光致熒光譜測(cè)試的應(yīng)用和實(shí)例 273
9.4.1 雜質(zhì)及其濃度的測(cè)量 273
9 4 2 化合物組分的測(cè)量 274
9.4.3 成分均勻性的測(cè)量 275
9.4.4位錯(cuò)的測(cè)量和表征 276
9.4.5 晶體質(zhì)量的表征278
9.4.6 納米半導(dǎo)體材料的測(cè)量279
參考文獻(xiàn) 281
第10 章紫外可見吸收光譜測(cè)試 284
10.1 光吸收的基本原理 2844
10.1.1 光的吸收 284
10.1.2 朗伯-比耳定律 285
10.1.3 固體中光的吸收規(guī)律 287
10 1.4 半導(dǎo)體材料中光的吸收規(guī)樣 288
10.2 紫外一可見光分光光度測(cè)試原理 290
10.2.1 紫外可見光分光光度計(jì) 290
10.2.2 紫外可見光分光光度計(jì)測(cè)試原理 291
10.3 紫外一可見光分光光度計(jì)系統(tǒng) 291
10.3.1 紫外可見光分光光度計(jì)構(gòu)成 291
10.3.2 紫外-可見光分光光度計(jì)發(fā)展.田 293
10.4紫外可見吸收光譜測(cè)試的應(yīng)用和實(shí)例 294
10.4.1 能帶帶隙的測(cè)量 294
10.4.2 摻雜劑濃度的測(cè)量 296
10.4.3 納米半導(dǎo)體尺寸的測(cè)量 298
10.4.4 納米半導(dǎo)體材料的生長(zhǎng)監(jiān)控 300
參考文獻(xiàn) 301
第11 章電子束誘生電流測(cè)試 303
11.1 電子束誘生電流測(cè)試的基本原理 304
11.1.1 多余載流子的產(chǎn)生 304
11.1.2 載流子漂移和擴(kuò)散 306
11.1.3 載流子復(fù)合 306
11.1.4 電流信號(hào)收集 307
11.1.5 EBIC 襯度和分辨率 309
11.1.6 EBIC 襯皮圖像的理論模型 309
11.2 電子束誘生電流測(cè)試半導(dǎo)體參數(shù)的原理 310
11.2.1 Y、數(shù)載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度 310
1 1.2.2 表面復(fù)合速率 313
1 1.2.3 摻雜雜質(zhì)條紋襯度 314
11.3 電子束誘生電流測(cè)試缺陷和雜質(zhì)的原理 315
11.3.1 缺陷EBIC襯度的起源 315
1 1.3.2 缺陷EBIC襯度的理論模型 316
1 1.3.3缺陷的EBIC襯度與溫度的關(guān)系(C-T 曲線) 317
1 1.3 4缺陷EBIC襯度與注人的關(guān)系(C鳴曲線) 318
11.4 電子束誘生電流測(cè)試系統(tǒng)和樣品 319
11.4.1 EBIC 測(cè)試系統(tǒng) 319
11.4.2 EBIC 測(cè)試樣品 319
11.5 電子束誘生電流測(cè)試的應(yīng)用和實(shí)例 321
11.5.1 位錯(cuò)的EBIC測(cè)試 321
1 1.5.2 層錯(cuò)的EBIC測(cè)試 323
11.5.3 晶界的EBIC測(cè)試 324
1 1.5 4氧雜質(zhì)的EBIC測(cè)試 330
1 1.5 5金屬雜質(zhì)的EBIC測(cè)試 332
1 1.5.6 氫鈍化效果的測(cè)試 333
11 當(dāng)pn結(jié)二極管漏電流測(cè)試 335
11.5.8 MOS 結(jié)構(gòu)的EBIC 測(cè)試 336
1 1.5.9 其他半導(dǎo)體材料和器件的測(cè)試 341
參考文獻(xiàn) 345
第1口2 章I-V 和C-V 測(cè)試 352
12.1 I-V 測(cè)試的基本原理 353
12.2 C-V測(cè)試原理 356
12.2.1 pn 結(jié)構(gòu)c-V測(cè)試原理 356
12.2.2 肖特基結(jié)的c-V特性 360
12.2.3 MIS 結(jié)構(gòu)的c-V特性 362
12.3 I-V和c-V測(cè)試系統(tǒng) 369
12.4 I-V和c-V測(cè)試的樣品和影響因素 370
12.4.1 I-V和c-V的樣品制備 370
12.4.2 C-V測(cè)量的影響因素 372
12.5 I-V 和C-V測(cè)量的應(yīng)用和實(shí)例 373
12.5.1 金半(金屬一半導(dǎo)體)接觸類型的確定 373
12.5 2 太陽(yáng)電池參數(shù)的測(cè)量 374
12 5 3 半導(dǎo)體材料電阻率的測(cè)量 375
12.5.4半導(dǎo)體材料導(dǎo)電類型的確定 .376
12.5.5 摻雜濃度的測(cè)量 376
12.5.6 肖特基勢(shì)壘高度的確定 379
12.5 7 歸結(jié)串聯(lián)電阻的測(cè)量 380
參考文獻(xiàn) 381