品質管理はすべての製造業において不可欠であり、本番環境に入る前に問題のある箇所を特定することを可能にします。
半導体製造のような産業環境では、1枚のウェーハに最大300万個のコンポーネントを含む可能性があるため、そのリスクはさらに高くなります。電子の流れや移動を制限する可能性のあるわずかなトラップさえも特定できない場合、大量の使用不能な最終製品が生じる可能性があります。トラップは、残留汚染物質や結晶構造の不完全性によって発生し得ます。
持続可能な製造の鍵は、半導体の不完全性をできるだけ早期に発見することです。深準位過渡分光法(DLTS)技術は、大学の研究室やメーカーの日常使用に適した、高感度で迅速かつ操作が容易な分析技術です。これは、半導体中の電気的に活性な欠陥(トラップ)の検出と特定を可能にする強力な手法であり、多数キャリアトラップと少数キャリアトラップを区別します。ウェーハ中の濃度、エネルギー、捕獲率を表示します。ウェーハは高純度でほぼ無欠陥の単結晶材料として知られており、純度は99.9999999%(9N)以上です。
DLTSは、深準位トラップに関連するすべてのパラメーターを定義するための非常に汎用性の高い手法であり、以下が含まれます:
DLTSはどれほど高感度ですか?
1,000,000,000,000個の原子の中から1個の異物原子を見つけることができます。SemilabのDLTSソリューションは、2×108 atoms/cm3未満の不純物の特定を可能にします。
DLTSはどのように機能しますか?
DLTSは、高周波(メガヘルツ)帯で動作するキャパシタンス過渡熱走査技術です。これは破壊的な技術であり、通常完全なウェーハから切り出した小さな試料で、ショットキーダイオードまたはp-n接合のいずれかを形成する必要があります。これら2つは試料に電子を通すための方法です。欠陥のあるコンポーネントはエネルギーレベルに耐えられず、プロセスの過程で完全に使用不能になる可能性があるため、このプロセスは破壊的です。
*ショットキーバリアダイオードまたはホットキャリアダイオード:半導体と金属片の両方との接合を形成します。低い順方向電圧降下と非常に高速なスイッチング動作を備えています。十分な順方向電圧(約150〜450 mV)が印加されると、順方向に電流が流れ、半導体が意図通りに電子を通過させる能力があるかどうかを示します。
*p-n接合は、半導体の単結晶内における、正型と負型の2種類の半導体材料間の境界またはインターフェースです。接合を通じて一方向にのみ電流を流すことができます。ここでの目的もまた、電子が半導体を通過できるかどうかを示すことです。
トラップの大部分は逆バイアスパルスによって観察され、少数は順バイアスパルスによってモニターされます。この技術は、電子が一方から枯渇し他方に蓄積する際のキャパシタンス過渡現象(電流変化とも呼ばれます)と、そのプロセスにかかる時間を追跡することで機能します。
プロセスは非常に高速であるため、試料は過熱される可能性があります。より良い測定と品質評価を行うために、クライオスタットという追加システムを使用して試料を冷却し、過熱を防止することができます。
Semilabは30年以上のグローバルな経験を持つDLTSソリューションを提供しています
最初のSemilab DLTSシステムは1989年に導入されました。以来、当社はDLSシステムやその他の半導体メトロロジーソリューションにより、世界中の研究機関や半導体メーカーを支援してきました。
DLSは、DLS-83DおよびDLS-1000というSemilabソリューションポートフォリオにおいて、すぐに使える技術として利用可能です。機能の全範囲には、温度走査、周波数走査、深さプロファイリング、C-V特性評価、捕獲断面積測定、光学注入、コンダクタンス過渡測定が含まれます。当社のすべてのDLSシステムは、ウェーハのトラップ汚染が適時に特定され、生産ライン全体で高水準の品質管理が維持されるよう特別に設計されています。
クライオスタットは、試料の過熱を防ぐことで測定結果の改善にも重要な役割を果たします。Semilabは、アプリケーション要件に応じて広い温度範囲(最低30K、最高800K)を持つDLS用クライオスタットを複数提供しています。
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