dinasti dwi p (m0211019)_tugas material ii.docx

22
1.3.1 Oksidasi Anodik - Probe Empat Titik Untuk dapat mengukur profil kedalaman resistivitas, maka informasi yang detail harus dijelaskan. Hal ini dimungkinkan untuk mengukur profil resistivitas dari lapisan yang disebarkan atau disediakan ion dengan menghapus lapisan tipis sampel, mengukur resistivitas, menghapus, mengukur, dll. Daya tahan lembar dari lapisan ketebalan t diberikan oleh ρ s = 1 q [ n ( x) μ n ( x) + p ( x ) μ p ( x ) ] dx (1.34) dimana x adalah koordinat yang diukur dari permukaan ke dalam lapisan yang disebarkan. Hambatan lembar dari lapisan yang didoping secara keseluruhan dengan konsentrasi pembawa konstan dan mobilitas menjadi ρ s = 1 q [ n + p ] t (1.35) Hambatan lembar adalah keterangan yang berarti tidak hanya untuk lapisan secara keseluruhan yang diolah tetapi juga untuk lapisan yang tidak secara keseluruhan diolah, dimana kedua konsentrasi pembawa dan mobilitas tergantung kedalaman. Dalam Persamaan (1.34) ρ s . (x) menunjukkan nilai rata-rata. Hambatan lembar diukur sebagai fungsi kedalaman dengan penghapusan lapisan tambahan dan 1/ ρ s yang plotkan terhadap kedalaman. Kemiringan plot tersebut adalah

Upload: desi-labora-tambunan

Post on 17-Nov-2015

10 views

Category:

Documents


6 download

TRANSCRIPT

1.3.1 Oksidasi Anodik - Probe Empat TitikUntuk dapat mengukur profil kedalaman resistivitas, maka informasi yang detail harus dijelaskan. Hal ini dimungkinkan untuk mengukur profil resistivitas dari lapisan yang disebarkan atau disediakan ion dengan menghapus lapisan tipis sampel, mengukur resistivitas, menghapus, mengukur, dll. Daya tahan lembar dari lapisan ketebalan t diberikan oleh s = (1.34)dimana x adalah koordinat yang diukur dari permukaan ke dalam lapisan yang disebarkan. Hambatan lembar dari lapisan yang didoping secara keseluruhan dengan konsentrasi pembawa konstan dan mobilitas menjadi = (1.35)Hambatan lembar adalah keterangan yang berarti tidak hanya untuk lapisan secara keseluruhan yang diolah tetapi juga untuk lapisan yang tidak secara keseluruhan diolah, dimana kedua konsentrasi pembawa dan mobilitas tergantung kedalaman. Dalam Persamaan (1.34) . (x) menunjukkan nilai rata-rata.Hambatan lembar diukur sebagai fungsi kedalaman dengan penghapusan lapisan tambahan dan 1/ yang plotkan terhadap kedalaman. Kemiringan plot tersebut adalah = -q[n(x)(x) + p(x)(x)] = -(x) (1.36)dimana (x) adalah lapisan konduktivitas. Resistivitas ditentukan dari Persamaan (1.36) dan dari mengidentifikasi (x) = 1/(x) sebagai (x) = []-1= (1.37)Sebuah plot s(x) terhadap x ditunjukkan pada Gambar 1.15. Setelah variasi resistivitas diambil dari plot seperti itu, profil dopan diperoleh dari yang dikeluarkan NA. Kurva ND versus . Kurva tersebut diberikan dalam Lampiran 1.1.Pelepasan diulangi dari lapisan tipis yang dikendalikan dari semikonduktor doping berat yang mana sulit untuk dilakukan oleh etsa kimia. Hal ini, bagaimanapun, tidak sulit dengan oksidasi anodik. Selama oksidasi anodic, semikonduktor direndam dalam elektrolit yang sesuai dalam sel anodisasi. Arus dilewatkan dari elektroda ke sampel semikonduktor melalui elektrolit, menyebabkan oksida untuk tumbuh. Hasil oksidasi pada suhu kamar, dan oksida tumbuh dengan menghabiskan sebagian dari semikonduktor yang digunakan selama oksidasi akan dihapus juga. Hal ini dapat dilakukan dengan sangat reproduktif.Dua metode anodisasi yang mungkin. Pada metode pertama tegangan konstan diaplikasikan, dan arus anodisasi diperbolehkan untuk jatuh dari awal untuk nilai yang telah ditentukan di akhir. Dalam metode kedua arus konstan dibuat mengalir, dan tegangan diperbolehkan naik sampai nilai yang ditetapkan tercapai. Ketebalan oksida berbanding lurus dengan jala membentuk tegangan dalam metode anodisasi arus konstan, di mana pembentukan tegangan jala adalah tegangan sel akhir dikurangi tegangan sel awal.Berbagai larutan anodisasi telah digunakan. Larutan non cairan N-metylacetamide, tetrahidrofurfuril alkohol dan etilena glikol cocok untuk silikon. Etilena glikol mengandung 0,04 N KNO3 dan 1-5% air menghasilkan sama, oksida direproduksi pada kepadatan arus 2 sampai 10 mA/cm2. Untuk ethylene glycol campuran 2,2 dari Si dikeluarkan per volt. Pembentukan tegangan 100 V menghilangkan 220 Si. Ge, InSb, dan GaAs semua telah teroksidasi secara anodisasi.

Gambar 1.15. Deping profil dari lapisan yang disebarkan boron menggunakan metode log (resistansi lembar). Dicetak ulang dengan izin setelah Evans dan Donovan.Sifat yang sulit dari teknik profiling diferensial konduktivitas membatasi penerapannya jika seluruh proses dilakukan secara manual. Waktu pengukuran dapat dikurangi secara substansial dengan mengotomatisasi metode. Metode eksperimental yang dikontrol oleh komputer telah dikembangkan di mana sampel anodisasi, terbentuk dan kemudian resistivitas dan mobilitas diukur di dalamnya.

1.3.2 Penyebaran ResistensiPenyebaran resistensi profiling (SRP) adalah teknik untuk menghasilkan resistivitas dan profil dopan. Ini terdiri dari dua probe selaras dengan teliti yang melangkah di sepanjang permukaan semikonduktor dan perlawanan antara probe diukur pada setiap lokasi seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.16. Sampel disiapkan dengan menyusun pada blok bevel dengan lilin meleleh. Bavel sudut 15 sampai 5o yang khas. Blok bevel dimasukkan ke dalam silinder yang pas dan sampel tersusun menggunakan 0,25 m pasta intan. Selanjutnya sampel diposisikan pada ukuran aparat dengan tepi bevel tegak lurus terhadap arah penyusunan probe. Hal ini sangat berguna untuk memberikan sampel dengan lapisan oksida. Oksida menyediakan sudut tajam di bevel dan juga jelas mendefinisikan awal permukaan miring karena hambatan penyebaran oksida yang sangat tinggi. Penyebaran ukuran daya tahan terutama digunakan untuk silikon.

Gambar 1.16 Penyebaran resistensi bevel blok (a), dan sampel miring dengan probe di (b) Hak Cipta ASTM: dicetak ulang dengan izin setelah ASTM F672.Untuk memahami penyebaran resistansi, menganggap probe mekanik yang berhubungan dengan permukaan semikonduktor seperti di Gambar 1.17. Arus I mengalir dari probe dengan diameter 2r menjadi semikonduktor dari resistivitas . Lingkaran konsentris mewakili garis ekipotensial dan garis putus-putus mewakili garis-garis medan listrik yang tegak lurus terhadap garis ekipotensial. Arus yang mengalir ke arah medan listrik di sepanjang garis putus-putus, terkonsentrasi di ujung probe dan menyebar secara radial dari ujung. Oleh karena itu dinamakan penyebaran resistensi. Sebagian besar drop tegangan atau sebagian besar resistansi dekat probe dan menurun dengan cepat dari probe ke semikonduktor.Untuk non indentasi, silinder kontak dengan planar, antarmuka melingkar dan probe sangat konduktif dengan resistensi yang diabaikan, resistensi menyebar untuk sampel semi tak terbatas adalahRsp = (1.38)Untuk setengah bola, indentasi ujung probe jari-jari r, penyebaran resistansi adalahRsp = (1.39)

Gambar 1.17 Sebuah kontak silinder diameter 2r untuk semikonduktor. Garis ekipotensial ditandai dengan garis tebal dan garis-garis medan listrik oleh garis putus-putus.Penyebaran resistensi diukur dalam satuan ohm. Persamaan (1.38) telah diverifikasi dengan membandingkan penyebaran resistansi dengan pengukuran probe empat titik.Sekitar 80% dari potensi penurunan akibat fenomena penyebaran terjadi dalam jarak sekitar lima kali jari-jari kontak untuk kedua jenis kontak. Probe penetrasi adalah sekitar 100 untuk probe banyak 10 sampai 12 g. Maka kerusakan kontak dalam silikon biasanya beberapa ratus angstrom. Dengan radius probe dari beberapa mikron, adalah kebiasaan untuk menggunakan jenis kontak dari Persamaan (1.38) sebagai titik awal. Untuk radius kontak dari 2,5 m. Persamaan (1.38) memberikan Rsp = 1000 . Nilai yang terukur adalah Rsp ~ (3000-4000) . Ideal penyebaran resistansi yang dituliskan pada Persamaan (1.38) harus diubah untuk Rsp = k / 4r, di mana k adalah konstanta empiris yang ditemukan k 1-3 untuk n-Si dan k 1 untuk p-Si. Semakin tinggi nilai n-Si diyakini karena ketinggian penghalang yang lebih tinggi dari kontak n-Si dibandingkan dengan kontak p-Si.Metode pengukuran penyebaran resistensi digolongkan dengan empat ciri-ciri utama: (1) probe khusus disiapkan dan peralatan untuk mengangkat lebih rendah dan langkah probe, (2) tegangan diaplikasikan rendah selama pengukuran tersebut, (3) kalibrasi perlawanan diukur terhadap standart yang diketahui dan (4) prosedur koreksi banyak lapisan untuk mengoreksi efek batas.Probe, yang terdiri dari paduan tungsten-osmium, dipasang pada gravitasi yang dimuat cabang probe. Probe tips terbentuk sehingga dapat diposisikan sangat dekat secara bersama-sama, seringkali kurang dari jarak 20 m. Cabang probe yang didukung oleh sistem bantalan kinematik dengan lima kontak memberikan lengan hanya satu derajat kebebasan, yang merupakan rotasi sekitar sumbu horisontal. Virtualiy ini menghilangkan probe gerak lateral selama kontak ke sampel yang meminimalkan pemakaian probe dan kerusakan semikonduktor. Probe yang rusak hanya sedikit elastis setelah terkontak semikonduktor, sehingga membuat kontak yang sangat direproduksi. Tekanan kontak pada urutan 1000 kg / mm2, plastis deformasi semikonduktor dan menimbulkan beberapa kerusakan. Probe dikondisikan menggunakan teknik Gorey-Schneider untuk bidang kontak probe terdiri dari sejumlah besar tonjolan mikroskopis. Tonjolan ini cukup kecil yang menembus lapisan tipis oxide dimana umumnya ada pada permukaan silikon.Tegangan antara probe selama pengukuran disimpan di sekitar 5 mV untuk mengurangi efek resistansi kontak. Kontak probe semikonduktor adalah kontak logam semikonduktor yang umumnya memiliki karakteristik arus-tegangan nonlinear. Namun, untuk tegangan diaplikasikan kurang dari kT q 25 mV, karakteristik kontak saat tegangan linier. Hambatan antara dua kontak terdiri dari resistansi kontak, penyebaran resistansi, dan resistansi semikonduktor yang diberikan pada Persamaaan (1.2). Teknik penyebaran resistansi berhasil karena merupakan teknik komparatif. Kurva kalibrasi yang dihasilkan untuk satu set tertentu probe pada waktu tertentu menggunakan sampel tahanan yang diketahui. Sampel kalibrasi tersebut tersedia dari National Institute of Standarts dan Teknologi untuk (100) n-Si, (111) n-Si, (100) p-Si, dan (111) p-Si. Perbandingan data penyebaran resistansi ke sampel kalibrasi diperlukan dan cukup untuk sampel yang diolah secara keseluruhan. Contoh profil penyebaran resistensi sepanjang silikon yang diolah secara keseluruhan ditunjukkan pada Gambar 1.18. Perhatikan kesamaan dalam wafer neutron yang diolah dibandingkan dengan sampel yang tumbuh pada zona tersebar konvensional. Untuk sampel yang mengandung sambungan pn atau tinggi-rendah, penambahan koreksi itu diperlukan. Koreksi multi lapisan telah berevolusi selama bertahun-tahun di mana skema koreksi yang digunakan saat ini sangat canggih.Lapisan dangkal diukur dengan sampel sudut-lapping, seperti ditunjukkan pada Gambar 1.16. Sudut bevel biasanya 1-5 untuk kedalaman sambungan dari 1-2 m dan 0,5 untuk kedalaman sambungan kurang dari 0,5 m. Kedalaman setara, z, untuk tiap langkah x sepanjang permukaan miring pada sudut , adalahz = x sin (1.40)Untuk langkah 5m dan sudut 1, ketinggian langkah ekuivalen atau resolusi pengukuran adalah 0,087 m atau 870 . Sebuah plot resolusi penyebaran resistansi sangat tinggi ditunjukkan pada Gambar 1.19 dimana sudut bevel adalah 3,5 menit dan selisih langkah adalah 1m. Ekuivalen langkah tingginya 10,2 . Sudut kecil tersebut ditentukan dengan mengukur celah kecil cahaya yang dipantulkan dari permukaan miring dan tidak miring sehingga dua gambar terdeteksi. Ketika celah diputar, dua gambar memutar juga, dan sudut rotasi diukur dan terkait dengan sudut bevel.

Gambar 1.18 Profil penyebaran resistensi sepanjang dua (111) n-Si wafer dari resistivitas 65 ohm-cm. (a) Wafer neutron-transmutasi yang diolah. (b) zona tersebar tumbuh wafer. Langkah probe = 25 m. Dicetak ulang dengan izin setelah ref.57.Hampir semua penyebaran ukuran dilakukan dengan dua probe, tapi tiga pengaturan yang disusun telah digunakan. Dalam konfigurasi tiga probe, satu probe berfungsi sebagai titik yang sama untuk kedua tegangan dan sirkuit saat ini dan merupakan satu-satunya proble berkontribusi terhadap ketahanan yang diukur. Ketiga sistem probe lebih sulit untuk tetap meluruskan. Karena kelurusan probe sejajar dengan persimpangan bevel dengan permukaan yang sangat penting untuk profiling kedalaman, tiga titik probe penyebaran resistansi jarang digunakan.

Gambar 1.19 Profil penyebaran resistansi dari transistor bipolar Si npn dasar sempit. Sudut bavel 3,5 min, x = 1 m, z = 10,2 . Beban probe 5 g. Dicetak ulang dengan izin dari prosesing mikroelektronik : karakterisasi material non organic.

1.4 Metode ContactlessTeknik ukuran resistivitas contactless telah menjadi populer selama beberapa tahun terakhir seiring dengan kecenderungan umum ke arah ukuran semikonduktor contactless sedapat mungkin. Metode pengukuran terdiri dari dua kategori besar: pengukuran listrik dan optik. Produk komersial yang tersedia untuk karakterisasi listrik, tetapi karakterisasi optik juga digunakan. Di antara berbagai metode listrik, hanya metode arus eddy yang telah menemukan aplikasi sampai saat ini.

1.4.1 Arus EddyTeknik pengukuran contactless listrik terdiri dari beberapa kategori, (1) Sampel ditempatkan dalam rangkaian microwave dan perturbs transmisi atau refleksi karakteristik panduan gelombang atau rongga, (2) sampel adalah kapasitas digabungkan dengan alat ukur, dan (3) sampel induktif digabungkan ke peralatan. Konsep untuk semua metode karakterisasi contactless ini telah dikenal selama bertahun-tahun, tapi belum menemukan aplikasi sampai saat ini. Dengan kecenderungan pengukuran contactless dimanapun praktis,peralatan resistivitas contactless telah tersedia secara komersial.Untuk menjadi instrumen komersial yang layak, peralatan harus sederhana tanpa persyaratan sampel khusus. Hal ini dikesampingkan contoh konfigurasi khusus agar sesuai rongga microwave, misalnya, dan menyebabkan variasi pendekatan induktif. Teknik pengukuran ini didasarkan pada rangkaian tangki resonansi parallel dari Gambar 1.20 (a). Q dari sirkuit tersebut berkurang ketika menyalurkan bahan dibawa dekat dengan kumparan karena daya yang diserap oleh bahan hantaran. Sebuah implementasi praktis dari konsep ini ditunjukkan pada Gambar 1.20 (b), di mana sirkuit LC diganti dengan gulungan ganda pada core ferit dipisahkan untuk memberikan celah pada penyisipan wafer. Sebuah wafer semikonduktor digabungkan ke sirkuit melalui permeabilitas tinggi core ferit. Medan magnet berosilasi mennyebabkan arus eddy di semikonduktor utama menjadi bahan pemanas Joule.Kekuatan yang diserap Pa adalahPa = K(VT / n)2t (1.41)Dimana K adalah konstanta yang melibatkan parameter kopling inti, tegangan VT rms primer rf, n jumlah putaran utama kumparan, konduktivitas semikonduktor, t ketebalan. Hal ini selalu dapat dipenuhi dengan memilih frekuensi yang tepat. Dengan kekuatan yang diberikan oleh Pa = VTIT, di mana IT adalah dalam fase saat arus bergerak, dituliskanIT = K(VT / n)2t = K(VT / n)2s (1.42)Jika VT diadakan melalui rangkaian umpan balik, arus sebanding dengan sampel produk konduktivitas ketebalan, atau berbanding terbalik dengan resistansi lembar sampel. Arus Eddy dan teknik contactless lainnya akan dibahas lebih lanjut dalam Bagian 8.4 mengacu pada pengukuran seumur hidup.Untuk menentukan resistivitas wafer, ketebalan wafer harus dilakukan untuk mengukur ketebalan tanpa kontak wafer. Dua metode yang digunakan: probe kapasitansi diferensial, dan USG. Probe kapasitansi menentukan ketebalan dengan mengukur perubahan kapasitansi antara probe dan bidang dasar konduktif ketika wafer ditempatkan pada dasar. Hasil perubahan kapasitansi sebanding dengan jarak antara kepala probe dan wafer. Dalam metode USG gelombang suara yang dipantulkan dari permukaan wafer atas dan bawah terletak di antara dua probe ditunjukkan pada Gambar 1.20 (b). Pergeseran fasa dari suara yang dipantulkan disebabkan oleh variasi impedansi celah udara yang dideteksi oleh penerima sonik. Pergeseran fasa sebanding dengan jarak dari setiap probe ke masing-masing permukaan. Dengan jarak antara probe diketahui, ketebalan wafer dapat ditentukan.

Gambar 1.20 (a) Skematik susunan eksperimental arus eddy, dan (b) skematik dari peralatan komersial Tencor yang ditunjukkan arus eddy berlingkar dan susunan ketebalan sonicPengukuran tahanan berdasarkan teknik arus eddy berguna untuk wafer yang diolah secara keseluruhan. Teknik arus eddy juga menemukan penggunaan untuk pengukuran dari lapisan yang sangat konduktif pada substrat yang kurang konduktif. Hambatan lembar dari lapisan harus setidaknya seratus kali lebih rendah dari resistansi lembar substrat untuk mengukur lapisan dan bukan substrat. Ini aturan dari penggunaan teknik ini untuk pengukuran dari lapisan yang disebarkan atau dilakukan ion, yang umumnya tidak memenuhi aturan ini. Sebagai contoh, resistensi lembar lapisan disebarkan atau dilakukan ion biasanya 10 sampai 100 ohm / persegi, dan resistansi lembar dari 10 ohm-cm, tebal 500 m Si wafer adalah 200 ohm / persegi. Namun, resistansi lembaran lapisan logam pada substrat semikonduktor dapat diukur. perlawanan lembaran lapisan 5000 Al biasanya 0,06 sampai 0,1 ohm / persegi, membuat lapisan tersebut 2.000 kali lebih resistif dari substrat Si. Dari pengukuran lapisan lembar resistansi, seseorang dapat menentukan ketebalan lapisan, mengetahui resistivitas lapisan lembar dari pengukuran bebas terutama digunakan untuk menentukan resistensi lembar dan memperoleh ketebalan lapisan.

1.5 Jenis KonduktivitasBeberapa teknik yang digunakan untuk menentukan jenis semikonduktor konduktivitas adalah lokasi wafer datar, emf termal, perbaikan, dan efek Hall. Efek Hall dibahas dalam Bab 2. Metode paling sederhana menggunakan bentuk flat wafer untuk wafer mengikuti pola standar. Wafer silikon hampir selalu melingkar dengan karakteristik flat, diilustrasikan pada Gambar 1.21, disediakan untuk tujuan keselarasan dan identifikasi. Flat utama biasanya sepanjang arah , dan flat sekunder digunakan untuk mengidentifikasi jenis konduktivitas dan orientasi. Banyak wafer menggunakan flat standar dari Gambar 1.21.Dalam metode probe panas atau termoelektrik, jenis ditentukan oleh tanda emf termal atau tegangan Seebeck yang dihasilkan oleh gradien suhu. Dua probe kontak dengan permukaan sampel: satu panas; yang lain adalah dingin seperti yang diilustrasikan pada Gambar 1.22 (a). Gradien termal menghasilkan arus dalam semikonduktor; arus pembawa mayoritas untuk tipe n dan p bahan adalahJn = -qnn n dT/dx(1.43a)Jp = -qpp p dT/dx(1.43b)dimana n < 0 dan p > 0 adalah diferensial listrik termoelektrik.

Gambar 1.21 Mengidentifikasi flat pada wafer silikonGambar 1.22. (a) Probe panas (b) meralat probe untuk pengukuran jenis konduktivitas.Mengingat pengaturan eksperimental pada Gambar 1.22 (a). Probe yang kanan panas; probe kiri dingin. dT / dx> 0, dan arus elektron dalam sampel tipe n mengalir dari kiri ke kanan. Kekuatan thermoelektrik dapat dianggap sebagai generator arus, dengan beberapa arus yang mengalir melalui voltmeter menyebabkan probe panas untuk memiliki potensi positif terhadap probe dingin. Ada pandangan alternatif sederhana. Elektron berdifusi dari panas ke daerah dingin membuat sebuah medan listrik yang melawan difusi. Medan listrik menghasilkan potensi terdeteksi oleh voltmeter. Penalaran analog menyebabkan potensi berlawanan untuk sampel tipe-p. Probe panas yang efektif selama kisaran resistivitas 10-3 hingga 103 ohm-cm. Voltmeter cenderung menunjukkan tipe-n untuk bahan resistivitas tinggi bahkan jika sampel adalah lemah tipe-p karena metode sebenarnya menentukan produk nn atau pp. Dengan n > p intrinsik atau tinggi bahan resistivitas diukur tipe-n jika n p. Dalam semikonduktor dengan ni > n atau ni > p pada suhu kamar (semikonduktor band gap sempit), mungkin perlu untuk mendinginkan salah satu probe dan membiarkan suhu probe ruang menjadi panas saja.Dalam metode perbaikan tanda konduktivitas ditentukan oleh polaritas sinyal ac yang diperbaiki pada titik kontak untuk semikonduktor. Ketika dua probe yang digunakan, salah satu harus diperbaiki dan yang lainnya harus ohmik. Arus mengalir melalui kontak perbaikan ke bahan tipe n jika logam positif dan untuk tipe-p jika negatif. Perbaikan dan kontak ohm sulit untuk menerapkan dengan kontak dua poin. Untungnya probe empat titik dapat digunakan dengan koneksi yang tepat tidak memerlukan kontak ohm. Tegangan ac diterapkan antara probe 4 dan 2 seperti ditunjukkan pada Gambar 1.22 (b). Drop tegangan V42 kecil ketika tegangan ac di probe 2 adalah positif karena persimpangan logam-semikonduktor yang bias maju. Tapi untuk tegangan negatif pada probe 2, sambungan adalah bias reverse; V42 besar dan positif. Hasil ac V42 positif besar dan negative kecil dalam komponen dc dengan polaritas sambungan semikonduktor-logam tegangan yang diperlukan untuk membalikkan sambungan bias reverse. Untuk tipe-n V42 > 0, dan untuk tipe-p V42 < 0. Probe 3 juga dapat digunakan sebagai probe tegangan-sensing. Metode ini pengukuran jenis konduktivitas dibuat ke beberapa sistem probe empat titik komersial.

1.6 Kekuatan dan kelemahan Probe empat titik Kelemahan teknik probe empat titik kerusakan ditunjukkan ketika probe kontak dengan permukaan. Kerusakan tidak terlalu besar tapi cukup untuk tidak membuat pengukuran pada wafer yang akan digunakan untuk fabrikasi perangkat. Probe juga sampel volume yang relatif besar dari wafer, mencegah pengukuran resolusi tinggi. Kekuatan metode ini terletak pada penggunaannya yang ditetapkan. Ini telah digunakan selama bertahun-tahun dalam industri semikonduktor dan dipahami dengan baik. Dengan munculnya pemetaan wafer baru-baru ini, probe empat titik telah menjadi alat proses monitoring yang sangat kuat. Di sinilah kekuatan utamanya terletak pada saat ini. Diferensial resistivitas Kelemahan dari metode ini adalah tediousness nya. Pelepasan lapisan dengan oksidasi anodik sangat dikontrol, tetapi juga lambat, membatasi metode untuk relatif sedikit titik data per profil. Pengulangan pengukuran probe empat titik dipertanyakan. Metode ini juga merusak. Kekuatan metode terletak pada peralatan yang murah. Bagi mereka profil dopan yang tidak dapat diprofilkan oleh pengukuran kapasitansi-tegangan, hanya sekunder spektroskopi massa ion dan metode penyebaran resistansi adalah alternatif. Peralatan untuk pengukuran tersebut secara signifikan lebih mahal, meninggalkan oksidasi anodik / probe empat titik sebagai keaktifan, alternatif murah. Penyebaran Resistensi Kelemahan teknik profiling penyebaran resistansi adalah keharusan operator yang terampil untuk mendapatkan profil yang dapat diandalkan. Sistem ini harus secara berkala dikalibrasi terhadap standar yang diketahui, dan probe harus direkondisi berkala. Ini tidak bekerja dengan baik untuk semikonduktor selain Si dan Ge, namun kemajuan untuk digunakan pada GaAs sedang dibuat. Preparasi sampel tidak biasa, dan pengukuran yang destruktif. Perubahan data penyebaran resistansi yang diukur untuk profil konsentrasi doping sangat tergantung pada algoritma. Beberapa algoritma yang digunakan, dan lain-lain sedang dikembangkan. Kekuatan dari terdapatnya SRP dalam kemampuan untuk profil hampir setiap kombinasi lapisan dengan resolusi yang sangat tinggi dan tidak ada batasan kedalaman dan ada doping nyata keterbatasan konsentrasi. Bahan resistivitas yang sangat tinggi harus hati-hati diukur dan ditafsirkan. Meskipun peralatan tersebut tidak murah, tersedia secara komersial dan digunakan secara luas. Oleh karena itu ada latar belakang besar pengetahuan yang berkaitan dengan metode ini yang telah dikembangkan selama 20 tahun terakhir. Arus Eddy Kelemahan teknik arus eddy adalah ketidakmampuannya untuk menentukan resistansi lembar lapisan tipis yang terdifusi atau perlakuan ion. Dalam rangka untuk mendeteksi resistensi lembar tersebut, perlu untuk resistansi lembar lapisan berada di urutan seratus kali lebih rendah dari resistansi lembar substrat. Ini hanya dapat dicapai bila lembar terdiri dari logam dan teknik arus eddy ini terutama digunakan untuk mengukur ketahanan lapisan logam substrat semikonduktor untuk menentukan ketebalannya. Kekuatan metode terletak pada sifat non-kontak dan ketersediaan peralatan komersial. Ini sangat ideal untuk mengukur resistivitas wafer semikonduktor. Namun, resistivitas wafer seringkali tidak diukur semua. Pengguna bergantung terutama pada spesifikasi wafer yang disediakan oleh vendor.

Lampiran 1.1 Resistivitas sebagai Fungsi Konsentrasi Doping

Gambar A1.1 Resistivitas terhadap konsentrasi doping di 23C untuk tipe-p (boron doped) dan tipe-n (phosphore doped) silikon dan untuk jenis n dan p germanium. Data diadaptasi dari ASTM F723 dan Cuttriss.

Gambar A1.2 Resistivitas terhadap konsentrasi doping untuk GaAs dan GaP. Data diadaptasi dari Sze dan Irvin.