表征薄层电阻的Mapping技术研究

表征薄层电阻的Mapping技术研究

论文摘要

本文介绍了常用的微区电阻测试方法,通过比较各种方法的优劣,选择四探针方法进行研究,分析了常规直线四探针法的基本原理、测准条件、电流量的选择、边缘和厚度的修正以及测量区域的选择。从常规直线四探针法入手,引进了改进的范德堡法,即斜置式四探针法,阐述了该方法优于常规直线四探针法的测量原理及测试条件,然后基于常规直线四探针法和改进的范德堡法,探讨了用于测量薄层电阻率的斜置式方形Rymaszewski四探针法的原理,用该方法测定了4吋圆形硅片的电阻率分布。从电阻率的统计分布出发,确定了电阻率的分割数和差值,并且选择合适的门槛值,利用模糊数学将电阻率数据归于不同的模糊集,同一模糊集对应相同的电阻率,这样使得电阻率能以一定间隔分布,然后应用MATLAB软件画出电阻率的图形,以构成Mapping图。选取的Mapping图表示方法有:径向图、径向对比图、彩图、灰度图和等值线图。比较各种薄层电阻分布图的表示方法,优选出最理想的表征薄层电阻的Mapping图,即灰度显示,对样品的测试结果进行表示。表征薄层电阻的Mapping图的研究目的在于使薄层电阻分布情况一目了然,提高对测试结果的分析效果。本课题拟以改进原有样机对处理结果的表示方法为目标,改进后的处理结果直观、具体。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 符号说明
  • 第一章 绪论
  • §1-1 概述
  • 1-1-1 选题背景及意义
  • §1-2 半导体测量技术的发展
  • 1-2-1 半导体测量技术简介
  • 1-2-2 半导体微区电阻检测方法分类
  • §1-3 Mapping 技术的研究与发展
  • §1-4 图像处理与分析
  • 1-4-1 图像定义
  • 1-4-2 图像的特点
  • 1-4-3 图像工程
  • 1-4-4 图像处理方法
  • §1-5 本论文的主要研究内容
  • 第二章 微区薄层电阻测试技术
  • §2-1 微区薄层电阻测试的重要性
  • 2-1-1 二极管的反向饱和电流
  • 2-1-2 反向耐压
  • 2-1-3 晶体管的饱和压降
  • 2-1-4 晶体管放大倍数β
  • 2-1-5 MOS 电容耗尽层弛豫时间Tc
  • 2-1-6 GaAs 器件阈值分散性
  • 2-1-7 化合物半导体计量比一致性
  • 2-1-8 材料结构强度判定依据
  • 2-1-9 硅可控整流器
  • §2-2 影响薄层电阻测试的主要因素
  • 2-2-1 薄层电阻测量方法简介
  • 2-2-2 环境温、湿度
  • 2-2-3 测试设备电流的泄露
  • 2-2-4 测试电压
  • 2-2-5 测试时间
  • 2-2-6 外界干扰
  • §2-3 常用的微区电阻测试方法
  • 2-3-1 无接触测量法
  • 2-3-2 接触测量法
  • 第三章 四探针测试技术测量薄层电阻的原理和方法
  • §3-1 四探针测试技术综述
  • §3-2 常规直线四探针法
  • 3-2-1 常规直线四探针法的基本原理
  • 3-2-2 直线四探针法的测准条件分析
  • 3-2-3 测量电流的选择
  • 3-2-4 直线四探针技术的边缘和厚度修正
  • 3-2-5 直线四探针法测量区域的局限
  • §3-3 改进的范德堡法
  • 3-3-1 改进的范德堡法的基本原理
  • 3-3-2 改进的范德堡法测试条件分析
  • §3-4 斜置式方形Rymaszewski 四探针法
  • §3-5 实验所用仪器介绍
  • 第四章 Mapping 图表示方法及设计思路
  • §4-1 实验软件MATLAB 介绍
  • 4-1-1 MATLAB 的历史与发展
  • 4-1-2 MATLAB 的应用功能
  • 4-1-3 MATLAB 的特点
  • §4-2 数据显示方法
  • 4-2-1 一维表示方法
  • 4-2-2 二维表示方法
  • 4-2-3 三维表示方法
  • §4-3 电阻率分布显示设计方法
  • 4-3-1 径向图与径向对比图
  • 4-3-2 彩色图与灰度图显示
  • 4-3-3 等值线图形显示
  • §4-4 实测四吋圆形硅片电阻率分布
  • 第五章 电阻率分布自动显示设计
  • §5-1 电阻率分布自动显示设计方案
  • 5-1-1 电阻率分布自动显示方法概述
  • 5-1-2 电阻率分布自动显示设计思路
  • 5-1-3 生成COM 组件
  • 5-1-4 VC++设置
  • §5-2 界面设计及运行原理
  • 第六章 结论与展望
  • §6-1 主要结论
  • §6-2 未来展望
  • 参考文献
  • 附录 A
  • 附录 B
  • 附录 C
  • 致谢
  • 相关论文文献

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