4.3.2 Контроль поверхностного сопротивления

Для измерения поверхностного сопротивления диффузионных слоев используется четырехзондовый метод.

Оборудование для измерения: цифровой измеритель удельного сопротивления (ЦИУС)

Ток протекает через крайние зонды в пределах диффузионного слоя Поверхностное сопротивление слоя определятся по формуле:

R_s = 4.53 U/I, (4.1)

где R_s – поверхностное сопротивление, Ом;

U – падение напряжения на участке слоя между внутренними зондами, мВ;

I – ток внешних зондов, мА;

4.53  поправочный коэффициент.

4.3.3 Измерение времени жизни неосновных носителей заряда

Для измерения времени жизни неосновных носителей заряда (ННЗ) используется метод dU/dt. На структуру подаётся напряжение, возрастающее с определённой скоростью. Нарастание происходит до U_o (рис. 4.2 а)). Во время нарастания напряжения на структуре наблюдается всплеск тока, обусловленный зарядной ёмкостью p-n перехода. После того как напряжение на структуре становится постоянным, некоторое время в цепи протекает ток, превосходящий ток утечки в стационарном режиме. Уменьшение тока от I_o до I_ут происходит по экспоненциальному закону с определённым временем спада, называемым время жизни ННЗ (рис. 4.2 б)).

Для измерения времени жизни ННЗ используют прибор ИВ-100.

Рисунок 4.2  а) возрастание напряжения, б) время жизни ННЗ

4.3.4 Контроль типа проводимости п/п материалов

Тип проводимости структур и материалов определяется по знаку термоэлектродвижущей силы, возникающей при наличии градиента температуры между точечным зондом и образцом.

Определение типа проводимости структур и материалов показано на рис.4.3

1. структура или п/п материал;

2. термозонд с нагревателем;

3. гальванометр.

Рисунок 4.3  Определение типа проводимости с помощью зонда.

4.4 Контроль толщины металлизации

Для определения толщины металлического покрытия применяется ряд методов, выбор которых зависит от требуемой точности определения и металла, применяемого для покрытия.

4.4.1 Гравиметрический метод (гост 9.302-88)

Метод основан на определения массы покрытия взвешиванием деталей на аналитических весах до и после нанесения покрытия или до и после растворения покрытия или основного металла.

Метод применяют для определения средней толщины однослойных покрытий с известной плотностью на деталях, массу которых можно определить взвешиванием на аналитических весах с классом точности не менее 2.0. Относительная погрешность метода 10%.

Среднюю толщину покрытия в микрометрах определяют по формуле:

, (4.2)

где m₁, m₂ – масса пластины до и после нанесения покрытия соответственно в г;

S – площадь покрытия см² ;

 - плотность материала покрытия, г/см³;

4.4.2 Кулонометрический метод

Метод основан на определении количества электричества, необходимого для анодного растворения покрытия на ограниченном участке под воздействием стабилизированного тока, в соответствующем электролите.

В момент полного растворения покрытия и появления основного металла или металла подслоя наблюдается резкое изменение – "скачок" потенциала, что и является признаком окончания измерения.

Метод применяют для однослойных покрытий толщиной от 0.2 – 50 мкм.

Толщину измеряют с помощью кулонометрических толщиметров различной конструкции. Относительная погрешность метода 10%.