專利名稱：半導(dǎo)體器件少子擴散長度和少子壽命的無損測量方法
本申請涉及并源于1998年3月27日提交的臨時申請No.60/079716，該臨時申請的發(fā)明人和受讓人與本申請相同。
本發(fā)明涉及利用光束感生電流(OBIC)，或者電子束感生電流(EBIC)測量各種半導(dǎo)體器件，例如用于高壓應(yīng)用中的橫向雙擴散金屬氧化物半導(dǎo)體(LDMOS)，以及其它半導(dǎo)體器件，包括金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管(MOSFET)、和超微型動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)中少數(shù)載流子擴散長度和少數(shù)載流子壽命的方法。
眾所周知，用具有大于帶隙能量的聚焦輻射束，即光束或電子束照射具有p-n結(jié)或肖特基勢壘(金屬半導(dǎo)體整流接觸)的半導(dǎo)體能夠在半導(dǎo)體中產(chǎn)生感生電流。用于產(chǎn)生這種輻射束和用所產(chǎn)生的輻射束掃描被測試器件(DUT)的裝置可以從市場中購得。在被測試器件較小(例如小于一個微米)的情況下，通常使用掃描電子顯微鏡來研究該器件，這種掃描電子顯微鏡利用電子束和真空室。在被測試器件具有較大面積的情況下，例如高壓HV LDMOS晶體管(其長度一般為10微米或更大)，使用通過一個光學(xué)顯微鏡出射的激光束來照射和掃描器件是比較方便的。這種激光裝置也是可以從市場中購得的。但是在兩種情況下，當用具有適合波長和強度的輻射束照射具有p-n結(jié)的半導(dǎo)體時，在半導(dǎo)體中會產(chǎn)生小電流。在使用電子束的情況下，電流是由于“康普頓效應(yīng)”而產(chǎn)生的。在使用激光束的情況下，電流是由于光效應(yīng)產(chǎn)生的。這兩種效應(yīng)都是眾所周知的。
在本發(fā)明之前存在的問題是如何以無損方式定量測量由于加工缺陷造成的半導(dǎo)體器件材料的品質(zhì)降低，所說的加工缺陷包括諸如位錯、氧化引起的堆垛層錯(OSFS)、熱效應(yīng)和應(yīng)力引起的滑移、失配、點缺陷團聚和沉淀、整體微疵(BMD)等等。少數(shù)載流子壽命是對半導(dǎo)體材料，例如硅晶片(Si)總體質(zhì)量的一種良好的度量。在若干晶片處理步驟(例如100或更多步驟)之后和在熱循環(huán)處理，例如在900℃左右退火過程中，可能會在晶片上制造的器件中形成并產(chǎn)生加工缺陷。當產(chǎn)生缺陷時，器件中的少數(shù)載流子壽命就會發(fā)生或大或小程度的縮短。少數(shù)載流子的復(fù)合特性決定了硅和絕緣體基外延硅(SOI)的基本電子特性，并且控制了各種硅和絕緣體基外延硅器件的性能。因此，需要能夠容易并且準確地以一種無損方式測量這類器件中少數(shù)載流子的復(fù)合特征。能夠?qū)崿F(xiàn)這個目的對于硅和絕緣體基外延硅新制造技術(shù)的適當和迅速的評估是極其重要的，在這些新技術(shù)中使用了新穎的合成材料體系，這些新材料可能已經(jīng)改變了晶格完整程度和未知的缺陷含量。
本發(fā)明能夠?qū)Π雽?dǎo)體器件中少數(shù)載流子擴散長度和少數(shù)載流子壽命進行快速、準確和無損的測量。在本發(fā)明之前，迄今為止，從沒有人利用EBIC或者OBIC掃描系統(tǒng)測量半導(dǎo)體器件中的少數(shù)載流子擴散長度和/或少數(shù)載流子壽命。
本發(fā)明涉及用于測量半導(dǎo)體器件，如在p型導(dǎo)電區(qū)與n型導(dǎo)電區(qū)之間具有p-n結(jié)的高壓晶體管中少數(shù)載流子擴散長度(Lp)和/或少數(shù)載流子壽命(Op)的一種方法。
本發(fā)明的一個方面涉及用于測量半導(dǎo)體器件中少數(shù)載流子擴散長度(Lp)，進而測量少數(shù)載流子壽命(Op)的一種方法。該方法包括以下步驟反向偏置所說半導(dǎo)體器件；用一束聚焦的輻射能量沿所說半導(dǎo)體器件的長度進行掃描；檢測因輻射束逐點通過半導(dǎo)體器件的被掃描段而在半導(dǎo)體器件中感生的電流并產(chǎn)生一個信號波形(Isignal)；和根據(jù)Isignal波形確定半導(dǎo)體器件中少數(shù)載流子擴散長度(Lp)和/或少數(shù)載流子壽命(Op)。
本發(fā)明的另一個方面涉及用于無損測量在p型導(dǎo)電區(qū)與n型導(dǎo)電區(qū)之間具有一個p-n結(jié)的半導(dǎo)體器件中少數(shù)載流子擴散長度(Lp)的一種方法。該方法包括以下步驟用一電壓反向偏置所說半導(dǎo)體器件；用一束聚焦輻射能量沿半導(dǎo)體器件處于p-n結(jié)之上和其中一個區(qū)域中的一段距離“x”掃描半導(dǎo)體器件；檢測因輻射束逐點通過半導(dǎo)體器件的被掃描段而在半導(dǎo)體器件中感生的電流并產(chǎn)生作為距離“x”的函數(shù)的一個信號波形(Isignal)；和根據(jù)Isignal波形確定半導(dǎo)體器件中少數(shù)載流子擴散長度(Lp)和/或少數(shù)載流子壽命(Op)。
本發(fā)明的再一個方面涉及用于無損測量半導(dǎo)體器件，例如在p型導(dǎo)電區(qū)與n型導(dǎo)電區(qū)之間具有一個p-n結(jié)的高壓晶體管中少數(shù)載流子擴散長度(Lp)和/或少數(shù)載流子壽命(Op)的一種方法。該方法包括以下步驟用一電壓反向偏置所說半導(dǎo)體器件；用一束聚焦激光沿半導(dǎo)體器件處于p-n結(jié)之上和其中一個區(qū)域中的一段距離“x”掃描半導(dǎo)體器件，檢測因光束沿半導(dǎo)體器件被掃描段的“x”方向通過時在半導(dǎo)體器件中感生的電流(OBIC)并產(chǎn)生作為距離“x”的函數(shù)的一個信號波形(Isignal)；和根據(jù)Isignal波形確定半導(dǎo)體器件中少數(shù)載流子擴散長度Lp和/或少數(shù)載流子壽命Op。
從以下結(jié)合附圖進行的說明和提出的權(quán)利要求可以更好地理解本發(fā)明，并且充分地領(lǐng)會本發(fā)明的許多優(yōu)點。


圖1以部分方框圖的形式示意性表示根據(jù)本發(fā)明的方法用于掃描被測試半導(dǎo)體器件(DUT)和用于在DUT中產(chǎn)生光束感生電流以測定DUT中少數(shù)載流子擴散長度(Lp)，從而確定少數(shù)載流子壽命(Op)的裝置；圖2為在測量擴散長度Lp過程中如何將例如圖1所示的一個半導(dǎo)體DUT反向偏置的一個電路的示意圖；圖3為圖1所示DUT的放大示意圖；圖4為所測得的光束感生電流(OBIC)相對于沿圖3所示DUT一段長度的“x”方向的距離的一條理想化曲線，并且表示了當光束沿所說DUT段的“x”方向掃描時在給定電壓V狀態(tài)下測得的信號(Isignal)波形；圖5表示在各種電壓V狀態(tài)下的實際Isignal波形，這些波形就顯示在圖1所示CT顯示器上；圖6為在給定電壓V狀態(tài)下Isignal測量值相對于DUT上的掃描距離的半對數(shù)曲線。
現(xiàn)在參見圖1，圖中表示用于根據(jù)本發(fā)明的方法測量被測試半導(dǎo)體器件(DUT)12的少數(shù)載流子擴散長度Lp的一種光束掃描裝置10。裝置10包括用于發(fā)射激光束16的一個激光器14、一個偏振器18、一個偏轉(zhuǎn)反光鏡系統(tǒng)20、用于將激光束16在DUT12上聚焦為一個微小光點的一個顯微鏡22、一個器件電源24、一個信號放大器26、一個信號混合器28、一個光柵信號發(fā)生器30、一個陰極射線管(CT)顯示器32、和一臺個人計算機(PC)34。雖然裝置10中的各個部分在本領(lǐng)域中都是熟知的，但是如在下文中所詳述的，是根據(jù)本發(fā)明方法，以獨特的方式利用它們無損地測量DUT12中少數(shù)載流子的擴散長度(Lp)。應(yīng)當理解本發(fā)明并不局限于僅僅使用光束，而是可以同樣使用電子束。
激光器14發(fā)射具有例如633納米(nm)波長和適合強度(例如幾瓦)的光束16。光束16通過偏振器18，進入偏轉(zhuǎn)反光鏡系統(tǒng)20。反光鏡系統(tǒng)20包括一組可移動的反光鏡40和42，它們在通過導(dǎo)線44從光柵信號發(fā)生器30接收的電信號的驅(qū)動下前后移動。如本領(lǐng)域所熟知的，反射鏡40和42的機械移動使光束16與來自發(fā)生器30的電信號同步地前后左右偏轉(zhuǎn)，以使之與CRT顯示同步。光束16從偏轉(zhuǎn)反射鏡系統(tǒng)20通過，進入顯微鏡22，由顯微鏡22將光束16在DUT12表面上聚焦為一個微小光點(例如，直徑大約為1微米)。由此在DUT12中產(chǎn)生光束感生電流(OBIC)。光束16由于始終受到偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)20的偏轉(zhuǎn)作用，所以它是沿DUT12的長度段逐行掃描的。
在光束16掃描過程中，利用由器件電源24產(chǎn)生的一個正電壓(+V)，(其負端接地)，和一個負載電阻(RL)46將DUT12反向偏置。光感生電流從DUT12經(jīng)過一個檢測電阻(Rs)48接地。從檢測電阻48通過導(dǎo)線50向放大器26的一個輸入端施加一個被稱為“Isignal”的信號，該放大器的輸出經(jīng)由導(dǎo)線52傳送到信號混合器28的一個輸入端(S)。從光柵信號發(fā)生器30產(chǎn)生的光柵信號經(jīng)由導(dǎo)線54傳送到信號混合器28的另一個輸入端(R)。從信號混合器28產(chǎn)生的雙信號(R+S)經(jīng)由一條共用連接線56傳送到CRT顯示器32的一個輸入端，這些信號以具有通常的x和y坐標的波形形式(后面將對此進行討論)顯示在顯示器屏幕58上。共用連接線56上的雙信號R+S還傳送到個人計算機32，如下所述，在計算機中對這些信號進行處理，并獲得少數(shù)載流子擴散長度Lp和少數(shù)載流子壽命(Op)。
現(xiàn)在參見圖2，該圖表示與圖1所示DUT12電連接的一個電路示意圖60。如從電路示意圖60中所看到的，舉例來說，DUT12是具有漏極64、柵極65、和源極66的一個LDMOS型晶體管62。但是應(yīng)當理解，DUT12可以是除這里所示的晶體管62以外的其它半導(dǎo)體。在用光束16掃描過程中，該晶體管62通過將其漏極64經(jīng)由負載電阻(RL)46(參見圖1)與電源24(圖2中未示出，但是在圖1中示出)的正極68(+V)相連而反向偏置。器件電源24(在圖2中未示出，但是在圖1中示出)的負電壓側(cè)與一個負極69(-V)相連，如圖所示該負極接地。晶體管62的柵極65直接接地，而源極66經(jīng)由檢測電阻(Rs)48接地。如上所述，當用光束16掃描DUT12時，檢測電阻48兩端的電壓正比于OBIC電流。這個電壓施加到導(dǎo)線50(還參見圖1)，并被稱作“Isignal”。電源24的輸出電壓+V可以在很寬的范圍內(nèi)變化，直到器件開始出現(xiàn)雪崩擊穿現(xiàn)象。舉例來說，電阻(RL)46的值可以為100千歐姆，電阻(Rs)48的值為10千歐姆，反向偏置跨接在晶體管62的漏極64和源極66上的電阻值可以約為100兆歐姆。
現(xiàn)在參見圖3，該圖以放大和高度示意性和簡化形式表示一個橫向高電壓二極管，DUT12。沿DUT12長度方向的距離用“x”表示，當光束16不斷地掃描DUT12時，光束16的各個位置如圖所示，該DUT12的一個p-n結(jié)70位于x＝0點。DUT12上一個第一陰影區(qū)域表示一個p型導(dǎo)電體區(qū)域72，p-n結(jié)70兩側(cè)的非陰影區(qū)域表示不對稱的空間電荷區(qū)74，一個第二陰影區(qū)域表示剩余的n-型導(dǎo)電漂移區(qū)76。與DUT12的電路連接如圖所示(還可參見圖2)。
所說非陰影區(qū)域(空間電荷區(qū)74)表示與DUT12的p-n結(jié)70相鄰的耗盡區(qū)，在這個區(qū)中所有的激光感生的光生電子空穴對分離并被由反向偏置電壓施加的局部高強電場所收集，增大了OBIC光電流。第二陰影區(qū)域表示在耗盡區(qū)(空間電荷區(qū)74)以外的一個中性n-型漂移區(qū)76，在這個區(qū)中光生載流子不再被收集，所以測量不到CBIC電流。
在空間電荷區(qū)74中基本所有的光生電子空穴對都被收集，產(chǎn)生一個最大信號，該信號作為“Isignal”施加到導(dǎo)線50上。當掃描激光束16通過表示為79的一個耗盡層寬度外邊緣78進入n-型漂移區(qū)76時，OBIC(和Isignal)開始衰減。以邊緣78為邊界的實際耗盡層寬度依賴于電源24的電壓+V。
已知在半導(dǎo)體p-n結(jié)反向偏置的情況下，半導(dǎo)體中少數(shù)載流子電流密度(Jp)作為距離(x)的函數(shù)可以由下式表示[(xn-x)/Lp] 公式1Jp(x)＝-(q/Lp)Dppne其中Jp(x)為少數(shù)載流子電流密度，q為單位電子電荷，Lp為少數(shù)載流子的擴散長度，Dp為空穴的擴散常數(shù)，Pn為n-型材料中空穴的少數(shù)載流子平衡濃度，并且其中xn在圖3中以78表示，x為耗盡層寬度79邊緣78右側(cè)的測量距離。
通過對公式1的數(shù)學(xué)推導(dǎo)可以看到，測得的OBIC信號作為Isignal(參見圖2和圖3)正比于exp[(xn-x)/Lp]，或者Isignal～e 公式2利用愛因斯坦關(guān)系式進行進一步的數(shù)學(xué)推導(dǎo)還可以看到，少數(shù)載流子壽命(Op)可以表示為
其中kt/q在300°K時等于2.586×10-2伏特，μp為空穴的遷移率。用一個極為相似的公式可以定義電子的壽命。
如上所述(參見公式2)，n-型漂移區(qū)76中耗盡層寬度79的邊緣78以外區(qū)域中OBIC光電流(和Isignal)與exp[(xn-x)/Lp]成正比(或者近似成正比)變化。換句話說，在n-型漂移區(qū)76中耗盡層寬度邊緣78以外的一定擴散長度范圍內(nèi)的OBIC光電流(和Isignal)的指數(shù)衰減正比于少數(shù)載流子擴散長度Lp，因此可以作為構(gòu)成DUT12的半導(dǎo)體材料的Lp的一種量度。下文中將要對此更加詳細地介紹。
現(xiàn)在參見圖4，該圖表示Isignal的理想化波形82的曲線圖80。曲線圖80的水平軸表示沿DUT12(圖3)上的x方向的距離。曲線圖80的垂直軸表示Isignal的幅值，歸一化量值“1.0”表示最大測量值。圖4和圖3中第一條垂直虛線84表示p-n結(jié)70中x＝0的位置。圖4和圖3中第二條垂直虛線86表示耗盡層寬度79邊緣的位置xn，圖4和圖3中第三條垂直虛線表示88表示DUT12的n-型漂移區(qū)76的右端。
波形82具有一個第一部分90，該部分通常是水平的，表示在電荷區(qū)x＝0至x＝n中產(chǎn)生的量值為1.0的基本恒定的OBIC(和Isignal)。然后波形82具有一個通常為曲線的部分92，其起點在x＝n，當光束16沿著n-型漂移區(qū)76越來越遠地掃描過去時，所說部分92在一定的擴散長度范圍內(nèi)從量值1.0基本呈指數(shù)地衰減到0。Isignal恰好在到達n-型漂移區(qū)76的右端之前下降為零(0)。將表示Isignal的波形82輸入到個人計算機34(圖1)中，計算機隨即根據(jù)測量值自動計算少數(shù)載流子擴散長度Lp和少數(shù)載流子壽命(Op)。用于這種計算的計算機程序，本領(lǐng)域技術(shù)人員是很容易編寫的。
現(xiàn)在參見圖5，圖中表示在CRT顯示器32(圖1)的屏幕58上顯示的一些示波器描跡，這些描跡分別表示在施加電壓為30、40、50、60、70、80、90、100、110、120和130伏特時產(chǎn)生的Isignal波形100、101、102、103、104、105、106、107、108、109和110。波形100-110的水平軸表示當光束16沿DUT12(圖3)掃描時經(jīng)過的距離x，垂直軸表示Isignal(圖4)的電平(歸一化的)。波形101已經(jīng)被向波形100之上移動了一小段垂直距離以使波形之間不會相互混淆。由于同樣的原因，其余的波形102-110也分別進行了類似的相互移動。
一條垂直線120表示當光束16(還可參見圖3和圖4)掃描時每個波形100-110的起點在x＝0(DUT12的p-n結(jié)70)。一條垂直虛線124已經(jīng)到達DUT12的末端(參見圖3和圖4中的垂直虛線88)。每個波形100-110具有一個基本水平的部分，與圖4中部分90類似，然后為一個通常呈指數(shù)衰減的部分，與圖4中部分92類似，當光束16沿著所說DUT12(圖3和圖4)的n-型漂移區(qū)76越來越遠地掃描時，這些部分逐漸下降到零(0)。
一條向上傾斜的虛線130與波形100-110的每一個分別在各個波形開始從基本水平(參見圖4中波形82的部分90)向基本呈指數(shù)下降變化(參見圖4中波形82的部分92)的點上交叉。這條虛線130表示由邊緣78(圖3)限定的耗盡區(qū)的寬度隨著如圖所示電壓從30伏特增加到130伏特而增大。在到達DUT12的末端(由垂直虛線124表示)之前，所有的波形100-110都衰減到零。
現(xiàn)在參見圖6，圖中表示出各個Isignal值的實際測量值相對于沿DUT12的“x”方向的距離的半對數(shù)曲線圖200，在DUT12上施加的反向偏置電壓為20伏特。曲線圖200的垂直軸表示低于標準值“1.0”的Isignal的半對數(shù)刻度值，水平軸表示以微米為單位的距離“x”的線性值。如半對數(shù)曲線圖200所示，在標號為202的各個點處，Isignal的測量值與距離的標繪點基本沿一條直線204排列。應(yīng)當理解，這里所示的直線204等價于(通過數(shù)學(xué)變換)圖4所示波形82基本呈指數(shù)變化形式的部分92。如上所述，Lp和Op值實際上是根據(jù)曲線200的數(shù)據(jù)計算出來的。利用方程2和3，對于這里所示的一組特定測量點202，得到Lp的值為12.66微米，Op的值為137.7毫微秒。
以上所述內(nèi)容的目的在于說明本發(fā)明，并非限定本發(fā)明。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說可以對所述裝置和本發(fā)明的方法作出多種改進，并且這些改進可以在不脫離由所附的權(quán)利要求書限定的本發(fā)明構(gòu)思和范圍的前提下作出。特別是，本發(fā)明不僅僅局限于應(yīng)用于圖2和圖3所示的晶體管，而是還可以應(yīng)用于其它半導(dǎo)體期間。本發(fā)明也不僅僅限于與OBIC裝置結(jié)合使用，而是還可以包括在掃描電子顯微鏡[SEM]中的任意EBIC構(gòu)造。
權(quán)利要求
1.用于測量一個半導(dǎo)體器件中少數(shù)載流子擴散長度(Lp)，進而測量少數(shù)載流子壽命(Op)的一種方法，該方法包括以下步驟將所說半導(dǎo)體器件反向偏置；用一束聚焦輻射能量沿所說半導(dǎo)體器件的一段長度進行掃描；檢測因所說輻射束逐點經(jīng)過所說半導(dǎo)體器件的掃描長度段而在所說半導(dǎo)體器件中感生的電流，以生成一個信號波形(Isignal)；和根據(jù)所說Isignal波形確定所說半導(dǎo)體器件中少數(shù)載流子擴散長度(Lp)和/或少數(shù)載流子壽命(Op)。
2.用于無損測量一個半導(dǎo)體器件中少數(shù)載流子擴散長度(Lp)的一種方法，所說半導(dǎo)體器件在p-型導(dǎo)電區(qū)與n-型導(dǎo)電區(qū)之間具有一個p-n結(jié)，該方法包括以下步驟在所說半導(dǎo)體器件上施加一個反向偏置電壓；用一束輻射能量沿所說半導(dǎo)體器件位于所說p-n結(jié)之上、并且在其中一個區(qū)域內(nèi)的一段長度掃描一段距離“x”；檢測因所說輻射束逐點經(jīng)過所說半導(dǎo)體器件的掃描長度段而在所說半導(dǎo)體器件中感生的電流，以生成作為距離“x”的函數(shù)的一個信號波形(Isignal)；和根據(jù)所說Isignal波形確定所說半導(dǎo)體器件中少數(shù)載流子擴散長度(Lp)和/或少數(shù)載流子壽命(Op)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所說Isignal波形在與所說p-n結(jié)相鄰的一個耗盡層寬度以外基本呈指數(shù)形式衰減，所說擴散長度Lp正比于exp[(xn-x)/Lp]，其中“xn”為p-n結(jié)的位置，“x”為在所說耗盡層寬度以外并且在所說的一個區(qū)域內(nèi)的距離。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所說擴散長度Lp是根據(jù)Isignal的測量值和在耗盡層寬度之外的距離“x”，通過計算機計算獲得的，在所說耗盡層寬度內(nèi)Isignal基本恒定為一個最大值，在所說耗盡層寬度以外，Isignal基本呈指數(shù)形式衰減。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所說擴散長度是根據(jù)下列方程利用計算機計算出來的[(xn-x)/Lp]Isignal～e
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所說少數(shù)載流子壽命Op是根據(jù)下列方程利用計算機計算出來的
其中kt/q在300°K時等于2.586×10-2伏特，μp為硅中空穴的載流子遷移率。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所說半導(dǎo)體器件是一種晶體管，例如其長度大于幾個擴散長度的高壓晶體管，所說偏置電壓在幾伏特與開始產(chǎn)生器件的雪崩擊穿的電壓之間。
8.用于無損測量一個半導(dǎo)體器件，例如一個高壓晶體管或高壓二極管中少數(shù)載流子擴散長度(Lp)和/或少數(shù)載流子壽命(Op)的一種方法，所說半導(dǎo)體器件在p-型導(dǎo)電區(qū)與n-型導(dǎo)電區(qū)之間具有一個p-n結(jié)，該方法包括以下步驟在所說半導(dǎo)體器件上施加一個反向偏置電壓；用一束聚焦激光束沿所說半導(dǎo)體器件位于所說p-n結(jié)之上、并且在其中一個區(qū)域內(nèi)的一段長度掃描一段距離“x”；檢測因所說激光束沿“x”方向掃描過所說半導(dǎo)體器件的掃描長度段而在所說半導(dǎo)體器件中感生的電流(OBIC)，以生成作為距離“x”的函數(shù)的一個信號波形(Isignal)；和根據(jù)所說Isignal波形確定所說半導(dǎo)體器件中少數(shù)載流子擴散長度Lp和/或少數(shù)載流子壽命Op。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所說反向偏置電壓在幾伏特與開始產(chǎn)生器件的雪崩擊穿的電壓之間，沿所說半導(dǎo)體器件“x”方向的長度大于幾個擴散長度。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所說Lp和Op值是根據(jù)在特定偏置電壓下測得的Isignal波形通過計算機計算確定的。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所說偏置電壓在幾伏特與開始產(chǎn)生器件的雪崩擊穿的電壓之間。
12.用于確定具有一個p-n結(jié)的一個半導(dǎo)體器件中少數(shù)載流子擴散長度(Lp)和/或少數(shù)載流子壽命(Op)的一種方法，在一個待測試半導(dǎo)體器件(DUT)上施加具有一個第一值的一個反向偏置電壓；用一束聚焦輻射能量沿所說DUT位于所說p-n結(jié)之上的一段長度掃描一段距離“x”，并且掃描進入所說半導(dǎo)體的漂移區(qū)；測量由所說輻射束在所說DUT中感生的電流以產(chǎn)生作為距離“x”函數(shù)的一個信號波形(Isignal)；用至少一個大于所說第一值的反向偏置電壓連續(xù)值重復(fù)以上步驟；根據(jù)所說連續(xù)的Isignal波形確定相關(guān)的Lp和/或Op值；和使用所說Lp和/或Op值評估所說DUT的品質(zhì)和任可由于加工產(chǎn)生的品質(zhì)下降。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于無損測量一個半導(dǎo)體器件中少數(shù)載流子擴散長度(Lp),進而測量少數(shù)載流子壽命(Op)的一種方法。該方法包括以下步驟:將一個待測試半導(dǎo)體器件反向偏置,用一束聚焦輻射能量沿該半導(dǎo)體器件的一段長度進行掃描,當輻射束沿該半導(dǎo)體器件的掃描長度段逐點掃描時檢測該輻射束在半導(dǎo)體器件中感生的電流,以生成一個信號波形(Isignal),并根據(jù)測得的Isignal波形確定該半導(dǎo)體器件中少數(shù)載流子的擴散長度(Lp)和/或少數(shù)載流子的壽命(Op)。
文檔編號G01R31/28GK1271093SQ9910767
公開日2000年10月25日 申請日期1999年3月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月27日
發(fā)明者H·鮑姆加特 申請人:西門子公司