1、0 绪 论,本课程的学习内容与目标,学习内容,(1)半导体材料的性能检测 （14学时） （晶向及缺陷检测、电阻率、迁移率、杂质浓度、少子寿命等）(2)半导体器件制作工艺参数的检测 （12学时） （pn结掺杂分布、关键尺寸、薄膜厚度等）(3)典型半导体器件的性能检测 （6学时） （二极管、三极管、MOS场效应晶体管等）,学习目标：掌握半导体材料和器件的常用测试方法与测试原理 理解半导体测试技术的作用及应用 熟悉常用半导体测试设备的基本组成和结构 理解同一参数不同测试方法的差异 能根据测试样品与测试要求，设计测试方案，控制测量误差。,教材与参考书籍,教材：半导体测试技术（自编教材）,参考书孙以材
2、编著半导体测试技术，1984，冶金工业出版社 DIETER K. SCHRODER 著，半导体材料与器件表征技术，2008，大连理工出版社 Peter Van Zant 著，芯片制造半导体工艺制程实用教程（第四版），2008，北京：电子工业出版社,考试方式与成绩,考试方式：闭卷笔试,总成绩：平时成绩， 占20 (作业/课堂讨论/出勤率)实验课成绩，占20期末成绩， 占60,我的联系方式：15826078269（手机）主教1104 （办公室）邮箱：,助教联系方式：董向坤：18716427263（手机）主教侧楼325（实验室）邮箱：dxk-,课后思考题,半导体材料有什么特点？除了硅以外，还有哪些半
3、导体材料？已经学过哪些半导体器件？分别有什么电学特性？半导体测试与其他测试相比，有什么相同点？有什么不同点？为什么说半导体测试在芯片制造过程中很重要？,第一章半导体材料导电型号、电阻率、少数载流子寿命的测量,第一章作业,1、半导体材料主要有哪两种导电型号？它们各自有什么特点？ 2、导电型号测量的常用方法主要有哪些？ 3、什么是温差电效应？ 4、根据图1-3，简述利用冷热探针法判别半导体材料导电型号的方法。 5、什么是整流接触？什么是欧姆接触？ 6、根据图1-4(a)，描述单探针点接触法判别导电型号的测量原理。 7、冷热探针法和单探针法各自适合什么类型的样品测量？ 8、样品在进行电学参数测量时，
4、为什么要进行电磁屏蔽和光屏蔽？ *8、在冷热探针法中，冷探针一般选用多少温度？热探针一般选用多少 温度？ *9、在单探针法中，探针一般用什么金属材料制作？形状有什么特点？ 为什么？ *10、用探针测量导电型号时，为什么样品表面要喷砂处理？,第一节 导电型号,1、半导体材料的电阻率由材料的哪些内在属性决定？写出电阻率表达式。 2、能不能用测量金属导体电阻率的方法来测量半导体的电阻率？为什么？ 3、根据图1-10，简述两探针法的测量原理，并给出测量公式。 4、在两探针及四探针法中，为什么要采用高输入阻抗的电压表？ 5、画出直流四探针法的测量装置示意图，并分别写出测试样品为晶棒和晶圆材料的测量公式（
5、说明公式中的参数含义） 6、如果待测样品是形状不规则、厚度为200um且均匀的Si单晶片材料，可以采用什么方法测试其电阻率？画出测量原理图，并写出测量公式。 7、四探针测量时，对恒流源有什么要求？如何选择？ 8、什么是方块电阻？它与材料的电阻率和电阻有什么关系？ 9、什么是扩展电阻？它与半导体材料的电阻率有什么关系？ 10、怎样利用扩展电阻法测量材料的电阻率？ 11、在电阻率测量中，测量结果会受到哪些外界因素的影响？ 12、试比较两探针法、四探针法、范德堡法和扩展电阻法的适用条件及优缺点.,第二节 电阻率测量,对于这种薄层样品，常用方块电阻来表征电学特性。 方块电阻是指单位面积的电阻（/）。,设样品为表面积ll，厚度为t薄层，则薄膜的方块电阻为,从方块电阻表达式可知：(1)对于同一材料的薄膜，方块电阻为一常数。(2)若表面积为ll（正方形），其电阻就是方块电阻；(3)若表面积为L（长）W（宽），则电阻 RRsL/W ()，而与厚度无关。,方块电阻,在样品侧边制作四个对称的电极： A、B、C、D 并尽量注意,任意相邻的两点，如AB间通电流IAB，测量另一对触点VDC，有R1=VDCIAB；在BC问通电流IBC，测量AD间的电位差VAD，有R2=VADIBC。可得到薄片状样品的电阻率：式中d为样品厚度/cm；f(R1/R2)为修正系数，称为范德堡函数，可计算或查表得到。,
