【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及半導(dǎo)體檢測，具體涉及四探針測量儀、四探針測量系統(tǒng)及四探針測量儀測量待測晶圓的方法。
技術(shù)介紹
1、四探針測量儀是測量半導(dǎo)體材料電阻率以及方塊電阻的專用儀器，用于測量棒狀、塊狀半導(dǎo)體材料（包括厚片和薄片）的電阻率以及硅片上的擴(kuò)散層、離子注入層、反新外延層的方塊電阻。儀器具有測量精度高、靈敏度高、穩(wěn)定性好，測量范圍廣，結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，并且測量結(jié)果由數(shù)字直接顯示，使用方便。
2、ⅲⅴ族、?ⅱⅵ族化合物半導(dǎo)體、sic、氮化鎵等由于材料特性的原因，用四探針測量時探針與待測表面難以形成良好的歐姆接觸，導(dǎo)致傳統(tǒng)的四探針方法難以在這些半導(dǎo)體的制備工藝中得到應(yīng)用。以上材料難以形成歐姆接觸的原因包括1.能帶結(jié)構(gòu)復(fù)雜：?這些半導(dǎo)體材料通常具有較復(fù)雜的能帶結(jié)構(gòu)，與常見的硅材料不同。這使得在接觸界面處的電子態(tài)和能帶匹配變得困難，難以實(shí)現(xiàn)理想的歐姆接觸。例如，氮化鎵的能帶結(jié)構(gòu)具有高的電子親和能和較寬的禁帶寬度，導(dǎo)致在與金屬接觸時，難以找到合適的金屬材料來形成低電阻的歐姆接觸。2.表面態(tài)影響：化合物半導(dǎo)體表面往往存在大量的表面態(tài)，這些表面態(tài)會捕獲載流子，影響接觸界面的電學(xué)性能。表面態(tài)可以在接觸界面處形成勢壘，阻礙載流子的傳輸，從而增加了接觸電阻，難以形成歐姆接觸。
3、寬禁帶半導(dǎo)體通常具有較高的電子親和能和較寬的禁帶寬度，這使得它們在表面處相對容易形成耗盡層。耗盡層的形成與半導(dǎo)體的表面態(tài)、雜質(zhì)濃度以及外部條件等因素有關(guān)。在寬禁帶半導(dǎo)體中，表面態(tài)的存在可能導(dǎo)致表面附近的載流子濃度減少，從而形成耗盡層。用四探針測量時探針與待
4、因此，如何使探針和被測晶圓表面形成良好的歐姆接觸，是目前需要解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是提出一種四探針測量儀、四探針測量系統(tǒng)及四探針測量儀測量待測晶圓的方法，可以使探針和被測硅片表面形成良好的歐姆接觸，提高硅片測量的穩(wěn)定性。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供了一種四探針測量儀，?包括：
3、四個探針；
4、四個套筒，所述套筒上下開口，將各自的所述探針包圍在內(nèi)，且所述探針與所述套筒內(nèi)壁之間具有間隙；
5、激光發(fā)射器，所述激光發(fā)射器發(fā)射的激光從所述套筒的上方穿過所述間隙向下射入，照射到待測晶圓上；
6、固定板，所述固定板具有與所述套筒相對的孔洞，所述套筒從所述孔洞中穿過，所述固定板用于固定所述套筒，以及阻擋所述套筒外部的激光照射到待測晶圓上。
7、可選方案中，所述四探針測量儀還包括：
8、依次連接的上位機(jī)、控制去噪模塊和前置放大器；
9、所述上位機(jī)向所述控制去噪模塊發(fā)送采集命令并控制所述激光發(fā)射器的開關(guān)頻率；
10、所述控制去噪模塊根據(jù)所述上位機(jī)的采集指令控制所述前置放大器工作；
11、所述前置放大器與所述四探針測量儀的探針連接，用于根據(jù)所述采集指令向其中兩根探針施加電流，并接收另外兩根探針的電壓降；以及將電壓信號傳送給所述控制去噪模塊；
12、所述控制去噪模塊將電壓信號進(jìn)行放大并與激光發(fā)射器的開關(guān)頻率進(jìn)行運(yùn)算，抑制與所述激光發(fā)射器開關(guān)頻率不同頻或非同相的噪聲，然后將電壓信號再轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號發(fā)送給所述上位機(jī)。
13、可選方案中，所述套筒的橫截面為圓形。
14、本專利技術(shù)還提供了一種四探針測量系統(tǒng)，包括上述的四探針測量儀，還包括軟擊穿電路結(jié)構(gòu)，所述軟擊穿電路結(jié)構(gòu)用于在測量時連接于所述四探針測量儀；所述軟擊穿電路結(jié)構(gòu)包括：
15、電容，所述電容的一端接地，另一端連接于充電電路和放電電路；
16、所述充電電路用于對所述電容進(jìn)行充電；所述充電電路包括多條并聯(lián)的充電支路，每條所述充電支路包含有一控制當(dāng)前支路連通或關(guān)斷的第一開關(guān)；每條所述充電支路提供的電能不同；
17、所述放電電路用于對所述電容進(jìn)行放電；所述放電電路包括四條并聯(lián)的放電支路，每條所述放電支路連接于所述四探針測量儀的一個探針，每條所述放電支路包含有一控制當(dāng)前支路連通或關(guān)斷的第二開關(guān)。
18、可選方案中，每條所述充電支路包括電壓源，所述電壓源的負(fù)極端接地，正極端連接于一電阻，所述電阻的另一個端連接于所述第一開關(guān)，所述第一開關(guān)的另一端連接于所述電容；不同所述充電支路的電壓源提供不同的電壓。
19、可選方案中，每條所述充電支路包括電流源，所述電流源的負(fù)極端接地，正極端連接有第一電阻，所述第一電阻的另一個端連接于所述第一開關(guān)，所述第一開關(guān)的另一端連接于所述電容，所電流源的正極端和負(fù)極端之間還連接有第二電阻；不同所述充電支路的電流源提供不同的電流。
20、可選方案中，所述充電電路包括：
21、變壓器；
22、多個串聯(lián)的分壓電阻，連接在所述變壓器和參考地之間；
23、多個所述充電支路連接在不同的所述分壓電阻之間。
24、可選方案中，所述放電電路包括：
25、控制開關(guān)，連接于所述電容；
26、電阻，連接于所述控制開關(guān)的另一端；
27、所述四條并聯(lián)的放電支路連接于所述電阻的另一端
28、本專利技術(shù)還提供了一種四探針測量儀測量待測晶圓的方法，利用上述的四探針測量儀，所述方法包括：
29、將晶圓放置在測試平臺上；
30、使所述四探針測量儀的探針與晶圓表面之間物理接觸；
31、用激光照射所述探針與晶圓的接觸面；
32、向所述四探針測量儀的其中兩根針施加電流，測量另外兩根針之間的電壓降。
33、可選方案中，用激光照射所述探針與晶圓的接觸面時，激光按照設(shè)定的頻率進(jìn)行照射或者持續(xù)照射。
34、本專利技術(shù)的有益效果在于：
35、本專利技術(shù)用激光照射半導(dǎo)體，使電子躍遷到導(dǎo)帶，同時產(chǎn)生空穴，形成電子?-?空穴對，從而減小半導(dǎo)體表面接觸勢壘，改善接觸特性，可以使探針和被測硅片表面形成良好的歐姆接觸，提高硅片測量的穩(wěn)定性。
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1.一種四探針測量儀，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的四探針測量儀，其特征在于，所述四探針測量儀還包括：
3.如權(quán)利要求1所述的四探針測量儀，其特征在于，所述套筒的橫截面為圓形。
4.一種四探針測量系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的四探針測量儀，還包括軟擊穿電路結(jié)構(gòu)，所述軟擊穿電路結(jié)構(gòu)用于在測量時連接于所述四探針測量儀；所述軟擊穿電路結(jié)構(gòu)包括：
5.如權(quán)利要求4所述的四探針測量系統(tǒng)，其特征在于，每條所述充電支路包括電壓源，所述電壓源的負(fù)極端接地，正極端連接于一電阻，所述電阻的另一個端連接于所述第一開關(guān)，所述第一開關(guān)的另一端連接于所述電容；不同所述充電支路的電壓源提供不同的電壓。
6.如權(quán)利要求4所述的四探針測量系統(tǒng)，其特征在于，每條所述充電支路包括電流源，所述電流源的負(fù)極端接地，正極端連接有第一電阻，所述第一電阻的另一個端連接于所述第一開關(guān)，所述第一開關(guān)的另一端連接于所述電容，所電流源的正極端和負(fù)極端之間還連接有第二電阻；不同所述充電支路的電流源提供不同的電流。
7.如權(quán)利要求4所述的
8.如權(quán)利要求4所述的四探針測量系統(tǒng)，其特征在于，所述放電電路包括：
9.一種四探針測量儀測量待測晶圓的方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的四探針測量儀，所述方法包括：
10.如權(quán)利要求9所述的四探針測量儀測量待測晶圓的方法，其特征在于，用激光照射所述探針與晶圓的接觸面時，激光按照設(shè)定的頻率進(jìn)行照射或者持續(xù)照射。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種四探針測量儀，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的四探針測量儀，其特征在于，所述四探針測量儀還包括：
3.如權(quán)利要求1所述的四探針測量儀，其特征在于，所述套筒的橫截面為圓形。
4.一種四探針測量系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的四探針測量儀，還包括軟擊穿電路結(jié)構(gòu)，所述軟擊穿電路結(jié)構(gòu)用于在測量時連接于所述四探針測量儀；所述軟擊穿電路結(jié)構(gòu)包括：
5.如權(quán)利要求4所述的四探針測量系統(tǒng)，其特征在于，每條所述充電支路包括電壓源，所述電壓源的負(fù)極端接地，正極端連接于一電阻，所述電阻的另一個端連接于所述第一開關(guān)，所述第一開關(guān)的另一端連接于所述電容；不同所述充電支路的電壓源提供不同的電壓。
6.如權(quán)利要求4所述的四探針測量...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：施朱斌，劉相華，
申請(專利權(quán))人：麥嶠里上海半導(dǎo)體科技有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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