CN101806837A - 对半导体重掺硅片电阻率进行测试并分档的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种使用四探针电阻率测试仪对半导体重掺硅片电阻率分档的方法，该方法包括：得到各个厚度下电阻率档位和读数档位的对应表；用千分表测试半导体重掺硅片的厚度；取出四探针电阻率测试仪并水平放置，接通电源，校准后预热；用四探针电阻率测试仪测试标准半导体重掺硅片样片的电阻率；将待测半导体重掺硅片平置在测试台上，操作四探针电阻率测试仪进行测量；将显示测试读数与各个厚度下电阻率档位和读数档位的对应表相比对。本发明在测试工作中，最终的结果是要对硅片的电阻率进行分档，利用电阻率分档的边界值除以厚度系数获得硅片的测试读数分档。从而在批量的测试过程中，只需简单比对对应厚度下的读数分档即可获得电阻率的分档。
Description
技术领域
本发明涉及一种四探针电阻率测试仪快速批量的测试不同厚度(厚度范围)的半导体重掺硅片(也称为母合金)电阻率，并针对电阻率进行分档，尤其是一种使用四探针电阻率测试仪对半导体重掺硅片电阻率分档的方法。
背景技术
电阻率测试是硅材料的一项重要参数，半导体重掺硅片的作用是调节硅单晶的电阻率，其电阻率(分档)的准确性就相当的关键。
电阻率的标准测试方法：根据国标，四探针电阻率测试仪是测试精确电阻率的不二选择。要精确测试硅片电阻率，并按电阻率分档需要如下步骤：1、精确测试厚度，精度到μm；2、查到该厚度对应的修正系数；3、测试读数×修正系数＝真实值；4、根据电阻率预设的档位进行分档。
目前，半导体重掺硅片厚度均匀，且厚度介于400～1000μm，使用千分表夹持测得。兼顾效率和精度，要求每20个μm一个档位，故400～1000内分成400～420，420～440……980～1000总共有30个档位。
修正系数在仪器厂家提供的说明书上，兼顾效率和精度，取厚度分档的中心值处的厚度系数。如520～520厚度范围的硅片取510处的系数0.367。
假如在500～520的厚度范围内，一个硅片的读数为20mΩ.cm，那么它的真实值就是20×0.367＝7.34mΩ.cm。
根据预设的电阻率档位，该硅片属于7～8mΩ.cm。电阻率档位：3～10mΩ.cm每1进行分档(低于3的不用)；10mΩ.cm以上每5进行分档，实际测试中一般不超过40mΩ.cm。
(对于上述厚度和电阻率分档中可能遇到的边界值，由于数量较少，分档本身就有一定的范围，可放置上一档也可下一档。)
从上述例子中我们可以发现，厚度系数是制约整个测试效率的关键，必须中断测试改用计算器一类的东西计算得出。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种可以快速批量的测试不同厚度(厚度范围)的半导体重掺硅片(也称为母合金)电阻率，并针对电阻率进行分档的方法。
按照本发明提供的技术方案，所述对半导体重掺硅片电阻率进行测试并分档的方法包括如下步骤：
取四探针电阻率测试仪的修正系数表，将电阻率分档的边界值除以中心厚度的系数，得到读数档位的边界值，得到各个厚度下电阻率档位和读数档位的对应表；
用千分表测试半导体重掺硅片的厚度，测试台前层顺序放置泡沫盒，每个泡沫盒上粘贴有厚度档位标签，厚度档位标签以20μm的厚度范围为一个档位，每个厚度档位的端点值为整数，且每个厚度档位的端点值个位数为零，每个厚度档位的端点值个位数为偶数；
在泡沫盒内取出测试好厚度档位的一盒半导体重掺硅片用来测试；
取出四探针电阻率测试仪并水平放置，接通电源，打开电源开关，按下电流按钮，测试前进行四探针电阻率测试仪的校准工作；
校准后预热30分钟以上；
将四探针电阻率测试仪的测试电流选择1mA，将四探针电阻率测试仪的功能选择测量，将四探针电阻率测试仪的测试电压选择20mV；
用四探针电阻率测试仪测试标准半导体重掺硅片样片的电阻率，如果硅片样片的测量值与标准值误差在5％以内，则表明这台四探针电阻率测试仪可以用于测量；如果硅片样片的测量值与标准值误差在5％以上，则重新选择四探针电阻率测试仪；
将待测半导体重掺硅片平置在测试台上，操作四探针电阻率测试仪，使探针下降并接触半导体重掺硅片的上表面，探针接触半导体重掺硅片的上表面后缩回，探针缩回幅度为2/5～3/5探针长度，同一片半导体重掺硅片的正、反面共测试三点以上，得到显示测试读数，取显示测试读数的最大值与最小值之差小于0.5所对应的半导体重掺硅片；
将显示测试读数与各个厚度下电阻率档位和读数档位的对应表相比对，如果所有显示测试读数均处于同一档位，则测量的半导体重掺硅片电阻率处于该档位；如果显示测试读数跨档，则测量的半导体重掺硅片属于档位最低的那一档。
本发明针对四探针电阻率测试仪设计中1mm以下则必须乘以对应的厚度系数、在实际的测试分档的过程中效率较低这个缺点。本发明的方法在测试工作中，最终的结果是要对硅片的电阻率进行分档，利用电阻率分档的边界值除以厚度系数(系数查仪器说明书可得)获得硅片的测试读数分档。从而在批量的测试过程中，只需简单比对对应厚度下的读数分档即可获得电阻率的分档。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
用千分表测试半导体重掺硅片的厚度，厚度为512μm，投入500～520μm的泡沫盒；
在泡沫盒内取出500～520μm厚度档位的一盒半导体重掺硅片用来测试电阻率档位；
取出四探针电阻率测试仪并水平放置，接通电源，打开电源开关，按下电流按钮，测试前进行四探针电阻率测试仪的校准工作；
校准后预热35分钟；
将四探针电阻率测试仪的测试电流选择1mA，将四探针电阻率测试仪的功能选择测量，将四探针电阻率测试仪的测试电压选择20mV；
用四探针电阻率测试仪测试标准半导体重掺硅片样片的电阻率，标样为2mm(＞1mm)的20mΩ.cm硅片，测试标样为19.8mΩ.cm，误差在5％以内，可以测试；
将待测半导体重掺硅片平置在测试台上，操作四探针电阻率测试仪，使探针下降并接触半导体重掺硅片的上表面，探针接触半导体重掺硅片的上表面后缩回，探针缩回幅度为2/5～3/5探针长度，同一片半导体重掺硅片的正、反面共测试三点以上，测得硅片电阻读数分别为20.12mΩ.cm、20.15mΩ.cm与20.21mΩ.cm。
将测试读数与510μm行电阻率档位和读数档位的对应表相比对，该硅片电阻率属于7～8mΩ.cm档。
实施例2
用千分表测试半导体重掺硅片的厚度，厚度为592μm，投入580～600μm的泡沫盒；
在泡沫盒内取出580～600μm厚度档位的一盒半导体重掺硅片用来测试电阻率档位；
取出四探针电阻率测试仪并水平放置，接通电源，打开电源开关，按下电流按钮，测试前进行四探针电阻率测试仪的校准工作；
校准后预热35分钟；
将四探针电阻率测试仪的测试电流选择1mA，将四探针电阻率测试仪的功能选择测量，将四探针电阻率测试仪的测试电压选择20mV；
用四探针电阻率测试仪测试标准半导体重掺硅片样片的电阻率，标样为2mm(＞1mm)的20mΩ.cm硅片，测试标样为19.5mΩ.cm，误差在5％以内，可以测试；
将待测半导体重掺硅片平置在测试台上，操作四探针电阻率测试仪，使探针下降并接触半导体重掺硅片的上表面，探针接触半导体重掺硅片的上表面后缩回，探针缩回幅度为2/5～3/5探针长度，同一片半导体重掺硅片的正、反面共测试三点以上，测得硅片电阻读数分别为20.12mΩ.cm、20.15mΩ.cm与20.21mΩ.cm。
将测试读数与590μm行电阻率档位和读数档位的对应表相比对，该硅片电阻率属于8～9mΩ.cm档。
实施例3
用千分表测试半导体重掺硅片的厚度，厚度为512μm，投入500～520μm的泡沫盒；
在泡沫盒内取出500～520μm厚度档位的一盒半导体重掺硅片用来测试电阻率档位；
取出四探针电阻率测试仪并水平放置，接通电源，打开电源开关，按下电流按钮，测试前进行四探针电阻率测试仪的校准工作；
校准后预热35分钟；
将四探针电阻率测试仪的测试电流选择1mA，将四探针电阻率测试仪的功能选择测量，将四探针电阻率测试仪的测试电压选择20mV；
用四探针电阻率测试仪测试标准半导体重掺硅片样片的电阻率，标样为2mm(＞1mm)的20mΩ.cm硅片，测试标样为20.1mΩ.cm，误差在5％以内，可以测试；
将待测半导体重掺硅片平置在测试台上，操作四探针电阻率测试仪，使探针下降并接触半导体重掺硅片的上表面，探针接触半导体重掺硅片的上表面后缩回，探针缩回幅度为2/5～3/5探针长度，同一片半导体重掺硅片的正、反面共测试三点以上，测得硅片电阻读数分别为20.12mΩ.cm、20.15mΩ.cm与20.71mΩ.cm。
读数差值超过0.5mΩ.cm，该硅片废弃不用。
表1为500～600μm厚度下电阻率档位和读数档位的对应表。
Claims (1)
1.一种对半导体重掺硅片电阻率进行测试并分档的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
取四探针电阻率测试仪的修正系数表，将电阻率分档的边界值除以中心厚度的系数，得到读数档位的边界值，得到各个厚度下电阻率档位和读数档位的对应表；
用千分表测试半导体重掺硅片的厚度，测试台前层顺序放置泡沫盒，每个泡沫盒上粘贴有厚度档位标签，厚度档位标签以20μm的厚度范围为一个档位，每个厚度档位的端点值为整数，且每个厚度档位的端点值个位数为零，每个厚度档位的端点值个位数为偶数；
在泡沫盒内取出测试好厚度档位的一盒半导体重掺硅片用来测试；
取出四探针电阻率测试仪并水平放置，接通电源，打开电源开关，按下电流按钮，测试前进行四探针电阻率测试仪的校准工作；
校准后预热30分钟以上；
将四探针电阻率测试仪的测试电流选择1mA，将四探针电阻率测试仪的功能选择测量，将四探针电阻率测试仪的测试电压选择20mV；
用四探针电阻率测试仪测试标准半导体重掺硅片样片的电阻率，如果硅片样片的测量值与标准值误差在5％以内，则表明这台四探针电阻率测试仪可以用于测量；如果硅片样片的测量值与标准值误差在5％以上，则重新选择四探针电阻率测试仪；
将待测半导体重掺硅片平置在测试台上，操作四探针电阻率测试仪，使探针下降并接触半导体重掺硅片的上表面，探针接触半导体重掺硅片的上表面后缩回，探针缩回幅度为2/5～2/5探针长度，同一片半导体重掺硅片的正、反面共测试三点以上，得到显示测试读数，取显示测试读数的最大值与最小值之差小于0.5所对应的半导体重掺硅片；
将显示测试读数与各个厚度下电阻率档位和读数档位的对应表相比对，如果所有显示测试读数均处于同一档位，则测量的半导体重掺硅片电阻率处于该档位；如果显示测试读数跨档，则测量的半导体重掺硅片属于档位最低的那一档。
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