【电子行业标准(SJ)】 硅外延层电阻率测试方法(电容-电压法)(暂行)

中华人民共和国第四机械工业部部标准
硅外延层电阻率测试方法
（电容一电压法
SJ1551-79
（暂行）
中华人民共和国第四机械工业部标
硅外延层电阻率测试方法
（电容－电压法）www.bzxz.net
本标准适用于检测N/N+、P/P+结构硅外延层的净杂质浓度，通过净杂质浓度与电阻率的关系曲线（见图1），可求得电阻率。1.测试范围：1×1014~1×107原子/cm32.原理：
若在硅外延片表面形成一个面积为A的肖特基二极管，在反向偏压下，结的势垒区向外延层中扩展。结的势垒电容C及其随电压V的变化率势垒边界处的净杂质浓度n（）有如下关系：n(α）=C3/qeeoA2(
a=EeA/C
式中：电子电荷q=1.60×10-19
硅的介电常数e=11.8
真空电容率e=8.85×10-14F/cm
将有关常数代入（1）、（2）式得：n(r)=9.75X106C8/D4(-
=8.17×103D2/C
式中：n（a）-
距势垒边界a处的净杂质浓度，原子/cm3C—结的势垒电容，pF,
一结的势垒电容随电压的变化率，pF/V；一结的直径，cm；
一距势垒边界的距离，μm。
中华人民共和国第四机械工业部发布
1980年6月1日
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3.测量：
SJ1551-79
3.1势垒的制备：选择适当的金属和方法（例如真空蒸发金或汞探针），在清洁的无损伤的硅表面制备肖特基势垒。直径在0.51.2mm之间。3.2欧姆电极：可用蒸金或镓-铟-锡合金。在大面积时可用水使外延片衬底与金属底托接触。
3.3仪器：
势垒直径：用显微镜测量；
电压：用数字电压表或电子管伏特计：结电容：用Q表、高频小讯号电容测试仪或电容电桥测量，测试讯号频率：0.1～1MHz；
电压峰值：≤25mV。
测试系统必须保证总精度在土15%以内。3.4测试环境：
温度：25±2℃，
相对湿度：≤65%；
检测装置应有工频滤波和电磁屏蔽，周围无有害的腐蚀气氮。4.数据处理方法
有三种数据处理方法：
（1）绘出C-V曲线，作出切线，求出标准公式（1）、（2）中求出n（）和。dc
及C（见图2），代入本
（2）逐点测量，测出偏压与电容的对应值，直到击穿为止。按下式计算：n(α）=9.75×106C2(Vi+V)/mD4α=8.17×103D2/C
式中：n（a）-距势垒边界a处的净杂质浓度，原子/cm3Vi—内建电压，当金-硅接触时Vi取0.65V，当汞-硅接触时Vi取0.6V，
V——所加偏压，V；
C结的势垒电容，pF；
D结的直径，cm；
\—距势垒边界的距离，μm
m-lgC~g（Vi+|Vl）的斜率，在均勾分布中m-SJ1551-79
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（3）测出不同偏压下的电容值，C（V,).C2（V）Cm(Vm),Cm+1(Vm+1)，按下式计算：
nm*m+1=1.95×107（|Vm+1/-[Vm/>C%C益+1/D4(C-C%+1)xm=8.17×103D2/Cm
2m+1=8.17×103D2/Cm+1
nm.m+13m和xm+1之间的平均净杂质浓度，原了/cm3,式中：
CV的单位分别为pF，V，
D-—结的直径，cm：
r-距势垒边界的距离，μm。
5.注意事项：
（1）此方法同样适用于浅扩散结（表面浓度大于5×1019原子/cm3，结深小于1μm）。
（2）测试时最小电容应满足：Cmin>9×103D?/Wepl，Wep是外延层厚（μm），D是结直径（cm）。102
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杂质做度（原子／cm）
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