Процесс измерения

Метод измерения поверхностного сопротивления на рабочей пластине по фигурам Ван-дер-Пау.

Подготовка рабочей пластины к измерению

 

Для подготовки рабочей пластины к измерению внутрь приспособления для локального травления В-16 314, помещается салфетка, смоченная во фтористоводородной кислоте «ОСЧ.9-5» ТУ6 09-4015-78. Измеряемая пластина помещается на столик приспособления рабочей стороной вверх. Затем на пластину ставится приспособление для локального травления В-16 314 в область тестового модуля и выдерживается 1,5 минуты до полного снятия окисла в области модуля. Вытравленная пластина промывается в деионизованной воде и сушится на установке отмывки и сушки типа ЩЦМ3.240.213, деионизованная вода марки «А» ОСТ 11029.033-80.

 

Процесс измерения

 

Установка Ван – дер – Пау состоит из устройства ЦИУС типа СЖМ2.600.002 и автомата для проверки полупроводниковых элементов типа AVT-40.

Принципиальная схема процесса измерения приведена на рисунке 3.3.

 

 

Рисунок 3.3 – Принципиальная схема четырехзондового метода. Расположение зондов по вершинам квадрата

1,2,3,4 – зонды, опускаемые на тестовый элемент

5 – измеряемая поверхность рабочей пластины

 

Измеряемая рабочая пластина устанавливается на координатный стол автомата AVT-40 базовым срезом влево, чтобы соответствовать расположению структур изделия 78ХХ и фиксируется с помощью вакуума. Затем устанавливаются зонды соответствующему (вытравленному) тестовому элементу.

Точность совмещения зондов с контактными площадками контролируется с помощью микроскопа, который входит в состав автомата AVT-40. Нажатием кнопки на панели пульта управления опускаются зонды, проводится сопротивление поверхностного сопротивления (R_S) на ЦИУС.

Для этого на ЦИУС устанавливается режим измерения тока I=45,33 мА и проводится измерения значений R_S⁺ и R_S^-, после чего вычисляется усредненное значение поверхностного сопротивления по формуле (3.1)

 

,(Ом/мм²). (3.1)

Где R_S⁺ - наибольший, из измеренных разностей потенциалов результат поверхностного сопротивления, Ом/мм²;

R_S⁺ - наименьший, из измеренных разностей потенциалов результат поверхностного сопротивления, Ом/мм².[12]

Полученный результат показывает значение поверхностного сопротивления.

Значение поверхностного сопротивления диффузионных слоев на контрольных образцах, №396-315-02 R_S=4,33÷4,43 Ом/мм².

Режим измерения I=45,33 мА. Измерения проводятся по фигурам Ван-дер-Пау расположенным в тестовом элементе пластины.

 

3.3 Метод измерения статического коэффициента передачи тока (h_21Э)

 

Измерения h_21Э проводятся в соответствии с ГОСТ 18604.2-80.

Для измерения h_21Э на рабочей пластине после диффузионных процессов предварительно снимается окисел с активных областей транзистора. Пластина устанавливается на предметный столик установки измерения характеристик полупроводниковых приборов типа Л2-56 и закрепляется с помощью вакуума. Переключателями, расположенными на передней панели, выставляются заданные режимы измерения в соответствии с ТД. Затем опускаются зонды манипулятора в контактные окна транзистора, согласно размещению тестовых структур.[11]

Переключателями добиваются, чтобы семейство вольт – амперных характеристик транзистора лежало в пределах координатной сетки экрана осциллографа.

Статический коэффициент передачи тока транзистора - h_21Э рассчитывается по формуле 3.2

 

, (3.2)

где -количество волт-амперных характеристик в одном делении координатной сетки;

N – количество делений по горизонтали на вольтамперной характеристике (ВАХ) по координатной сетке, при заданном токе.

 

3.4 Метод измерения пробивных напряжений «коллектор-эмиттер» -U_КЭ и «эмиттер-база» -U_ЭБ.

 

Измерения пробивных напряжений U_КЭ и U_ЭБ проводятся в соответствии с ГОСТ 18604.19-88.

Контролируемая рабочая пластина закрепляется на предметном столике с помощью вакуума. На установке Л2-56 и вольтметре В7-40/4 выставляются режимы измерений в соответствии с ТД. Затем опускаем зонды манипулятора в контактные окна транзистора. В зависимости от измеряемого параметра зонды манипулятора устанавливаются:

- между областью коллектора и эмиттера при измерении U_КЭ;

- между областью эмиттера и базы при измерении U_ЭБ;

Потенциометром «регулировка напряжения» увеличиваем напряжение на измеряемой структуре пока вольт – амперная характеристика на экране осциллографа не достигнет максимального значения тока.

Определяется пробивное напряжение - U_ПР по формуле (3.3)

 

, (3.3)

где N - количество делений по горизонтали на вольтамперной характеристике (ВАХ) по координатной сетке при заданном токе. [10]