KR20030075746A - 탐침형 깊은 준위 과도 전기 용량 분광기 - Google Patents
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Abstract
탐침형 깊은 준위 과도 전기 용량 분광기(deep-level transient spectroscopy)를 제공한다. 본 발명의 일 관점에 따른 장비는 측정될 시료인 전극 패드가 노출된 반도체 소자를 담는 진공조와, 진공조 내에서 반도체 소자를 지지하며 반도체 소자의 온도를 변화시키는 시료 지지부와, 진공조 내로 도입되어 반도체 소자의 전극 패드에 접촉하여 전기적으로 연결되는 탐침과, 시료 지지부의 측면에 잇대어져 온도 변화에 의해서 시료 지지부가 수평 방향으로 열 팽창 또는 수축하는 데 대해 저항하는 힘을 제공하는 수평 지지대, 및 탐침을 통해 반도체 소자의 전극 패드에 전기적으로 연결되어 온도 변화에 따른 시료의 정전 용량 변화를 측정하는 정전 용량 측정기를 포함하여 이루어진다.
Description
본 발명은 반도체 소자 특성 측정 장비에 관한 것으로, 특히, 반도체 소자에 존재하는 격자 결함에 관련된 정보를 구할 수 있는 깊은 준위 과도 전기 용량 분광기(DLTS:Deep-Level Transient Spectroscopy)에 관한 것이다.
반도체의 표면 및 내부에는 단결정 성정 또는 반도체 소자 제작 과정에 생성된 많은 격자 결함(lattice defects)들이 존재할 수 있다. 격자 결함의 근원은 치환형 격자 결함, 공공 또는 외부의 불순물 등으로 알려져 있다. 이러한 격자 결함은 반도체 금지대(semiconductor forbidden band) 내에 깊은 준위(deep level)를 형성하여 전자 또는 전공에 대해서 생성-재결합 중심 또는 덫(trap)의 역할을 하고 반도체 소자의 전기적 특성에 많은 악영향을 미친다.
DLTS는 이러한 깊은 준위의 결함에 관련된 정보, 예컨대, 깊은 준위의 활성화 에너지, 포획 단면적 그리고 밀도 등에 대한 정보를 구할 수 있는 측정 방법으로 널리 사용되고 있다. DLTS는 깊은 준위의 격자 결함에 주입된 전하의 온도에 따른 열적 방출을 관측하는 방법으로 격자 결함에 해당하는 준위의 에너지를 결정하는 실험 방법이다. 주입된 전하의 방출은 시료의 정전 용량(capacitance)의 변화의 시간 기록으로 얻을 수 있는 데 이때 얻어지는 시간 상수의 열에너지 의존성으로부터 깊은 준위의 에너지 분포를 알 수 있다는 점에서 DLTS의 장점이 주목되고 있다.
일반적인 DLTS 측정 장비는, 개략적으로, 컴퓨터(computer) 제어가 가능한정전 용량 측정기, 펄스 발생기(pulse generator), 온도 조절기, 극저온 진공조 등으로 구성된다. DLTS 측정을 위해서는 시편을 온도 조절이 가능한 극저온 진공 실험조에 장착한 다음, 정전 용량 측정기의 양 단자와 반도체 소자 시편의 전극 패드(pad) 사이를 전기적 연결을 시킨다. 그리고 시편의 온도는 액체 질소를 이용하여 극저온 (예컨대, 77 K)까지 떨어뜨린 후, 온도 조절기를 이용하여 소자의 온도를 일정한 속도로 증가시키면서 변화하는 과도 정전 용량을 시간에 따라서 측정하게 된다.
극저온 진공조를 이용하여 DLTS 측정을 위해서는 반도체 소자의 전극 패드와 정전 용량 측정기의 양 단자의 전기적 연결이 시편 준비 과정에서 이루어져야 한다. 현재, 이러한 전기적 연결을 위해서 반도체 소자를 패키징(packaging)하는 공정이 반드시 선행되고 있다. 즉, 패키지(package) 내의 반도체 소자의 전극 패드에 연결되어 패키지 외부로 인출된 리드(lead)를 통해서 정전 용량 측정기의 양 단자가 전기적으로 반도체 소자의 전극 패드에 연결된다.
반도체 소자의 패키징 공정은 단위 소자로의 절단(sawing), 반도체 패키징 및 금-주석(Au/Sn) 합금 등을 이용한 반도체 소자의 고정, 금선 연결(gold wiring) 등의 복잡한 공정으로 구성되기 때문에, DLTS 측정 준비 과정에 많은 시간과 노력이 요구되고 있다. 뿐만 아니라, 이러한 패키징 과정이 수반됨에 따라 반도체 소자의 표면 처리 변화에 따른 표면 결함의 변화를 실시간으로 파악하는 것이 실질적으로 불가능하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 반도체 소자의 전극 패드와 정전 용량 측정기의 양 단자를 직접적으로 전기적 연결시킬 수 있어 효과적으로 반도체 소자의 특성들을 측정할 수 있는 깊은 준위 과도 전기 용량 분광기를 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 깊은 준위 과도 전기 용량 분광기(deep-level transient spectroscopy)를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 깊은 준위 과도 전기 용량 분광기에 채용되는 진공조 내부의 구성을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 깊은 준위 과도 전기 용량 분광기의 시료 지지 구조를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 깊은 준위 과도 전기 용량 분광기에 의해서 측정된 결과를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 그래프들이다.
<도면의 주요 부호에 대한 간략한 설명>
100: 펄스 발생기(pulse generator),
200: 정전 용량 측정기,300: 온도 조절기,
400: 컴퓨터(computer),500: 진공조,
510: 시료 지지부,530: 수직 지지대,
533: 수평 지지대,600: 측정될 반도체 소자,
610: 전극 패드(node pad).
상기의 기술적 과제들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점은, 탐침형 깊은 준위 과도 전기 용량 분광기를 제공한다.
상기 탐침형 깊은 준위 과도 전기 용량 분광기는 측정될 시료인 전극 패드가 노출된 반도체 소자를 담는 진공조와, 상기 진공조 내에서 상기 반도체 소자를 지지하며 상기 반도체 소자의 온도를 변화시키는 시료 지지부와, 상기 진공조 내로 도입되어 상기 반도체 소자의 전극 패드에 접촉하여 전기적으로 연결되는 탐침, 및 상기 탐침을 통해 상기 반도체 소자의 전극 패드에 전기적으로 연결되어 상기 온도 변화에 따른 상기 시료의 정전 용량 변화를 측정하는 정전 용량 측정기를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 반도체 소자는 웨이퍼로부터 절단된 상태로 준비된 것일 수 있다.
상기의 기술적 과제들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점은, 탐침형 깊은 준위 과도 전기 용량 분광기를 제공한다. 상기 탐침형 깊은 준위 과도 전기 용량 분광기는, 측정될 시료인 전극 패드가 노출된 반도체 소자를 담는 진공조와, 상기 진공조 내에서 상기 반도체 소자를 지지하며 상기 반도체 소자의 온도를 변화시키는 시료 지지부와, 상기 진공조 내로 도입되어 상기 반도체 소자의 전극 패드에 접촉하여 전기적으로 연결되는 탐침과, 상기 시료 지지부의 측면에 잇대어져 상기 온도 변화에 의해서 상기 시료 지지부가 수평 방향으로 열 팽창 또는 수축하는 데 대해 저항하는 힘을 제공하는 수평 지지대, 및 상기 탐침을 통해 상기 반도체 소자의 전극 패드에 전기적으로 연결되어 상기 온도 변화에 따른 상기 시료의 정전 용량 변화를 측정하는 정전 용량 측정기를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 반도체 소자는 웨이퍼로부터 절단된 상태로 준비된 것일 수 있다.
상기 탐침형 깊은 준위 과도 전기 용량 분광기는 상기 반도체 소자의 냉각을 위해 상기 시료 지지부 하부에 연결되고 내부에 냉매가 순환되는 냉각부, 및 상기 시료 지지부를 가열하기 위한 가열부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 탐침형 깊은 준위 과도 전기 용량 분광기는, 상기 진공조 내에 고정 설치되어 상기 수평 지지대를 지지하여 상기 수평 지지대가 상기 시료 지지부가 수평 방향으로 열 팽창 또는 수축하는 데 대해 저항하는 힘을 제공하도록 허용하는 수직 지지대를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면, DLTS 측정을 진행할 때 반도체 소자의 전극 패드와 정전 용량 측정기의 양 단자를 직접적으로 접촉시킬 수 있어 효과적인 반도체 소자의 DLTS 측정을 구현할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면 상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다.
본 발명의 실시예에서는 정전 용량 측정기의 양 단자가 탐침(probe)을 통해 직접적으로 시료인 반도체 소자의 전극 패드에 직접적으로 접촉할 수 있는 깊은 준위 과도 전기 용량 분광기(DLTS)를 제공한다. 시료는 반도체 웨이퍼(wafer)에서 단위 소자 또는 칩 상태로 절단된 상태로 준비되며, 단위 반도체 소자의 전극 패드 상에 탐침이 직접적으로 접촉하여 탐침에 전기적으로 연결된 정전 용량 측정기의 양 단자와 단위 반도체 소자의 전극 패드가 상호 전기적으로 연결된다.
이때, 반도체 소자의 전극 패드는 매우 미세한 크기, 예를 들어, 대략 100㎛이하의 크기, 심지어, 수 ㎛의 크기를 가지므로, DLTS 측정 도중에 탐침이 전극 패드를 이탈하는 원하지 않는 현상이 발생할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 실시예에서는 이러한 탐침이 DLTS 측정 과정에서 전극 패드 범위 바깥으로 이탈하는 것을 방지하는 방안을 제시함으로써, 시료를 패키징하지 않은 단위 반도체 소자 상태로 이용하는 것을 구현한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 깊은 준위 과도 전기 용량 분광기(DLTS)의 구성을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2는 도 1의 진공조(500)의 구성을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 깊은 준위 과도 전기 용량 분광기(DLTS)의 시료 지지 구조를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 깊은 준위 과도 전기 용량 분광기(DLTS)는 컴퓨터(computer:400)에 의해서 제어가 가능한 정전 용량 측정기(200), 펄스 발생기(pulse generator:100), 온도 조절기(300) 및 측정될 반도체 소자(600)의 시료가 장착되는 극저온 진공조(500) 등을 포함하여 구성된다.
이때, 반도체 소자(600)는 패키징되지 않고 필요에 따라 웨이퍼로부터 절단된 상태로 전극 패드(610)가 노출된 상태로 진공조(500) 내에 장착된다. 이러한 반도체 소자(600)의 전극 패드(610)의 표면에 탐침(probe:210)이 접촉하게 된다. 이와 같은 탐침(210)과 전극 패드(610)의 접촉은 전극 패드(610)의 크기가 100㎛ 이하, 심지어 수 ㎛ 크기이므로, 1㎛ 이하의 높은 해상도를 갖는 미세 조절기를 통하여 조절할 수 있다. 이러한 탐침(210)의 전극 패드(610)와의 직접적이고 단순한 접촉을 통해서 반도체 소자와 진공조(500) 외부에 설치되는 정전 용량 측정기(200)가 전기적으로 연결된다.
도 2를 참조하면, DLTS 측정은 시료의 온도 변화에 따른 반도체 소자의 정전 용량의 변화를 시간 변화에 따라 측정하는 것이므로, 진공조(도 1의 500) 내에 장착되는 시료, 즉, 반도체 소자(600)는 온도 변화를 제공할 수 있는 시료 지지부(510) 상에 올려지게 된다. 진공조(500)는 그 내부에 진공계가 형성되도록 구성되며, 반도체 소자(600)의 전극 패드(도 1의 610)에 접촉될 탐침(210)은 진공조(500)의 외부로부터 측벽을 통과하여 반도체 소자(600) 상으로 도입된다.
시료 지지부(510)는 측정될 반도체 소자(600)를 지지하며 또한 반도체 소자(600)의 온도를 변화시키는 역할을 한다. 이를 위해서 시료 지지부(510)에는 가열부(heating part:550)가 설치되고, 시료 지지부(510) 아래에는 시료 지지부(510)를 냉각하여 반도체 소자(600)를 냉각시키기 위한 냉매가 순환될 냉각부(520)가 설치된다. 가열부(550)는 시료 지지부(510)의 몸체에 삽입 설치되는 봉 형태의 히터(heater)일 수 있다. 또한, 냉각부(520)는 몸체 내부에 액체 질소 등과 같은 냉매가 순환하는 공간을 가지도록 구성되며, 시료 지지부(510)의 아래에 밀착되어 시료 지지부(510)의 온도를 내려 반도체 소자(600)의 온도를 내리는 역할을 한다. 냉각부(520)에 액체 질소 등을 공급하기 위한 순환 배관(540)들이 또한 진공조(500)의 외부로부터 설치될 수 있다.
한편, 이러한 냉각부(520) 및 가열부(550)를 제어하여 시료 지지부(510)의 온도는 제어하는 온도 조절기(300)가 진공조(500)의 외부에 설치된다. 온도 조절기(300)는 가열부(550)의 봉 히터를 제어하여 냉각부(520)로 순환되는 액체 질소에 의해서 냉각된 반도체 소자(600)의 온도를 올림으로써, DLTS 측정이 온도의 변화에 따라 이루어지도록 유도한다. 도 2에 도시되지 않았으나, 가열부(550) 및 냉각부(520)를 온도 조절기(300)가 효과적으로 제어하기 위해서, 반도체 소자(600)의 온도를 측정하기 위한 온도 감지기, 예컨대, 열전대 등이 시료 지지부(510) 또는 반도체 소자(600)에 접촉 또는 설치될 수 있다.
DLTS 측정을 위해서는 우선 냉각부(520)로 액체 질소를 순환시켜 반도체 소자(600)의 온도를 극저온, 예컨대, 대략 77K까지 떨어뜨린 후, 온도 조절기(300)를통해 가열부(550)를 가동하여 시료 지지부(510)의 온도를 일정한 속도록 증가시켜 시료 지지부(510) 상의 반도체 소자(600)의 온도를 일정한 속도로 증가시키게 된다.
반도체 소자(600)의 온도를 효과적으로 제어하기 위해서는 시료 지지부(510)가 그 상에 올려진 반도체 소자(600)로 열전달을 매우 효과적으로 할 수 있는 물질, 예컨대, 구리 등과 같은 열전도율이 우수한 물질로 이루어져야 한다. 그런데, 시료인 반도체 소자(600)가 장착되는 구리의 시료 지지부(510)의 온도 조절은 액체 질소의 순환으로 온도를 낮추고 다시 가열부(550)의 봉 히터에 전류를 흘려주어서 온도를 높이게 된다. 이에 따라, 시료 지지부(510)의 온도는 77K에서 700K까지 변화될 수 있다. 이때, 시료 지지부(510)의 크기는 시료 지지부(510)를 이루는 구리의 열팽창에 의해서 크게 변화한다.
예를 들어, 크기 변화 ΔL은, 시료 지지부(510)의 크기 L, 온도 변화 T, 구리의 열적 팽창 계수 CTH로 가정하면, ΔL = L × ΔT × CTH로 주어지게 된다. 따라서, L = 5 ㎝, ΔT = 620K, CTH≒ 20 ×10-6/K를 위 식에 대입하면 크기 5㎝의 시료 지지부(510)는 대략 수백 ㎛, 최대 600㎛까지 팽창(또는 수축)하게 된다.
만일, 시료 지지부(510)가 수평 방향으로 이러한 크기로 팽창 또는 수축하게 되면, 시료 지지부(510) 상에 올려져 있는 반도체 소자(600)의 위치가 이러한 팽창 또는 수축 정도에 따라 수평 방향으로 이동하게 된다. 그런데, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 탐침(210)은 반도체 소자(600)의 전극 패드(610)에 단지 접촉하고있으며 고정된 상태가 아니므로, 반도체 소자(600)가 상기한 바와 같이 수평 방향으로 크게 이동하게 되면 탐침(210)이 전극 패드(610)에서 떨어져 이탈되는 현상이 발생할 수 있다.
기존의 DLTS 측정 장치에서는 패키징된 반도체 소자 시편과 정전 용량 측정기 양 단자를 납땜으로 고정 연결하므로, 열팽창에 의한 구리 구조물의 시료 지지부의 크기 변화는 아무런 문제도 야기하지 않는다. 그러나 본 발명에서와 같이 탐침(210)의 전극 패드(610)와의 접촉을 통해서, 반도체 소자(600)의 전극 패드(610)와 정전 용량 측정기(도 1의 200) 양 단자를 직접적으로 접촉시킬 경우에는 반도체 소자(600)의 전극 패드(610)의 작은 크기로(대략 100㎛ 이하) 인하여 DLTS 측정 도중 탐침(210)이 전극 패드(610)를 이탈하는 현상이 발생하여 측정이 불가능하게 된다.
도 3을 참조하면, 탐침(210)의 전극 패드(610)로부터의 이탈 문제를 극복하기 위해서, 구리 구조물의 시료 지지부(510)에 시료 지지부(510)의 수평으로 수축 또는 팽창을 방지하는 수평 지지대(533)를 도입한다. 이러한 수평 지지대(533)는 시료 지지부(510) 주위에서 진공조(500) 내에 고정 설치된 수직 지지대(530)에 의해서 지지되고, 시료 지지부(510)의 측면에 잇대어지게 설치된다. 이때, 수직 지지대(530)는 수평 방향의 힘 또는 스트레스에 효과적으로 저항하도록 시료 지지부(510)의 측면에 바람직하게 체결될 수 있다. 한편, 이러한 수평 지지대(533) 및 수직 지지대(530)에 의해서 별도의 지지 구조 없이 시료 지지부(510)가 진공조(500) 바닥에 대해서 지지될 수 있다.
시료 지지부(510)에 열 이력에 팽창(또는 수축)하려는 힘 또는 스트레스(stress)가 발생하더라도, 시료 지지부(510)의 수평 방향으로 이러한 팽창 또는 수축에 저항하는 힘이 수평 지지대(533) 및 수직 지지대(530)의 구조에 의해서 제공된다. 이때, 수평 지지대(533)가 이러한 시료 지지부(510)의 수평 방향으로의 팽창 또는 수축에 저항하도록 허용하기 위해서, 수평 지지대(533)는 나사 체결 등에 의해서 진공조(500) 바닥 또는 고정된 바닥 부재(535)에 고정 설치된 수직 지지대(530)와 체결될 수 있다. 수직 지지대(530)는 기둥 형태로 고정 설치될 수 있고, 수평 지지대(530)는 시료 지지부(510)에 잇대어진 막대 형태 또는 시료 지지부(510)의 측면을 둘러싸는 링(ring) 형태로도 설치될 수 있다.
이러한 수평 지지대(533) 및 수직 지지대(530)의 도입에 의해서, 시료 지지부(510)가 열 이력에 의해서 수평 방향으로 팽창되거나 수축되는 현상이 발생하는 것이 효과적으로 억제 또는 방지된다. 이러한 수평 지지대(533) 및 수직 지지대(530)는 시료 지지부(510)의 수평 방향으로의 열 팽창 또는 수축에 저항하는 힘을 충분히 제공하기 위해서, 견고하고 열팽창률이 열악한 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 수평 지지대(533) 또는 수직 지지대(530)는 스테인레스강(stainless steel) 등과 같이 열팽창률이 충분히 낮은 물질로 형성될 수 있다.
이러한 수평 지지대(533)의 설치에 의하여 구리 구조물인 시료 지지부(510)가 지지점 기준선으로부터 아래 방향으로만 수축 및 팽창하도록 허용되므로, 시편인 반도체 소자(600)가 장착되는 시료 지지부(510)의 상판 위치는 거의 변화가 없게 된다. 따라서, 탐침(210)이 전극 패드(610)로부터 이탈하는 것이 방지되어, DLTS 측정 동안 정전 용량 측정기의 양 단자와 반도체 소자(600)의 전극 패드(610) 사이에 안정된 전기적 접촉을 유지할 수가 있었다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 깊은 준위 과도 전기 용량 분광기(DLTS)를 사용한 측정 결과를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 그래프이다.
측정되는 DLTS 신호는 정전 용량의 변화(ΔC/C0)로 주어지며, 이러한 DLTS 신호는 온도 변수로 그려져 DLTS 스펙트럼(spectrum) 그래프로 도시될 수 있다. 기존의 DLTS 측정 방법, 즉, 시료인 반도체 소자를 패키징한 후 납땜을 이용하여 정전 용량 측정기의 양 단자에 연결시킨 경우에 얻어지는 스펙트럼(41)과 본 발명의 실시예에 따라 구현된 탐침형 DLTS 장비를 이용하여 얻어진 스펙트럼(45)을 도 4는 보여주고 있다.
측정에 사용된 반도체 소자는 고전자 이동도 트랜지스터이고, 측정 전압 조건은 Vp= 0.5V, Vm= 0.5V로써 두 경우 모두 동일하게 하였다. 측정 결과, 170K 근처에서 AlGaAs층의 Si 도핑(doping)에 의한 DC-센터(center) 피크(peak)가 관찰되었고, 340K 부근에서는 반도체 소자의 게이트 전극(gate node)과 소오스/드레인 전극(source/drain node) 사이의 반도체 표면에 존재하는 표면 결함에 의한 피크가 관찰되었다.
본 발명에서 제공되는 탐침형 DLTS 장비를 이용하여 측정한 DC-센터 피크와 표면 결함 피크의 활성화 에너지는 0.42 ± 0.01 및 0.81 ± 0.01 eV로서 기존의DLTS 장비를 이용하여 측정한 활성화 에너지와 정확하게 일치하였다. 또한 도 4에서 알 수 있듯이 피크의 크기에 비례하는 각각의 포획(trap) 농도 역시 잘 일치함을 확인할 수 있었다.
이상의 결과로부터 본 발명의 실시예에서 제공하는 탐침형 DLTS 장비를 이용하면, 기존의 DLTS 측정과 정확하게 일치하는 포획의 정보를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 시료를 간단하게 준비할 수 있어 DLTS 측정에 소요되는 시간 및 노력을 획기적으로 단축시킬 수 있었다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
상술한 본 발명에 따르면, 시료 준비에 요구되는 시간과 노력을 획기적으로 줄일 수 있어, DLTS 측정에 소요되는 시간 및 노력을 획기적으로 단축시킬 수 있다.
Claims (7)
- 깊은 준위 과도 전기 용량 분광기에 있어서,측정될 시료인 전극 패드가 노출된 반도체 소자를 담는 진공조;상기 진공조 내에서 상기 반도체 소자를 지지하며 상기 반도체 소자의 온도를 변화시키는 시료 지지부;상기 진공조 내로 도입되어 상기 반도체 소자의 전극 패드에 접촉하여 전기적으로 연결되는 탐침; 및상기 탐침을 통해 상기 반도체 소자의 전극 패드에 전기적으로 연결되어 상기 온도 변화에 따른 상기 시료의 정전 용량 변화를 측정하는 정전 용량 측정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 탐침형 깊은 준위 과도 전기 용량 분광기.
- 제1항에 있어서,상기 반도체 소자는 웨이퍼로부터 절단된 상태로 준비된 것을 특징으로 하는 탐침형 깊은 준위과도 전기 용량 분광기.
- 깊은 준위 과도 전기 용량 분광기에 있어서,측정될 시료인 전극 패드가 노출된 반도체 소자를 담는 진공조;상기 진공조 내에서 상기 반도체 소자를 지지하며 상기 반도체 소자의 온도를 변화시키는 시료 지지부;상기 진공조 내로 도입되어 상기 반도체 소자의 전극 패드에 접촉하여 전기적으로 연결되는 탐침;상기 시료 지지부의 측면에 잇대어져 상기 온도 변화에 의해서 상기 시료 지지부가 수평 방향으로 열 팽창 또는 수축하는 데 대해 저항하는 힘을 제공하는 수평 지지대; 및상기 탐침을 통해 상기 반도체 소자의 전극 패드에 전기적으로 연결되어 상기 온도 변화에 따른 상기 시료의 정전 용량 변화를 측정하는 정전 용량 측정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 탐침형 깊은 준위 과도 전기 용량 분광기.
- 제3항에 있어서,상기 반도체 소자는 웨이퍼로부터 절단된 상태로 준비된 것을 특징으로 하는 탐침형 깊은 준위과도 전기 용량 분광기.
- 제3항에 있어서,상기 반도체 소자의 냉각을 위해 상기 시료 지지부 하부에 연결되고 내부에 냉매가 순환되는 냉각부; 및상기 시료 지지부를 가열하기 위한 가열부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탐침형 깊은 준위 과도 전기 용량 분광기.
- 제5항에 있어서,상기 냉각부는 상기 반도체 소자를 적어도 77K까지 냉각시키기 위해서 도입되고,상기 가열부는 상기 반도체 소자를 적어도 700K까지 승온시키기 위해서 도입되는 것을 특징으로 하는 탐침형 깊은 준위 과도 전기 용량 분광기.
- 제3항에 있어서,상기 진공조 내에 고정 설치되어 상기 수평 지지대를 지지하여 상기 수평 지지대가 상기 시료 지지부가 수평 방향으로 열 팽창 또는 수축하는 데 대해 저항하는 힘을 제공하도록 허용하는 수직 지지대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탐침형 깊은 준위 과도 전기 용량 분광기.
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