展阻分析(Spreading Resistance Profiling, SRP)是半导体材料分析中常用的电性量测技术,可量测接面深度、电阻率及有效载子浓度的纵深分布,广泛应用于离子布植与制程监控分析。
SRP 的量测原理是利用两个微探针接触样品表面并施加微小电压,量测探针之间的电阻值,并透过计算转换得到材料的电阻率与载子浓度分布,在分析前,试片会先固定于具有微小倾斜角度的基座上,并使用钻石研磨膏进行精密研磨,使半导体接面逐渐暴露形成斜切面,随着探针沿着研磨表面逐点量测,即可得到材料深度方向的电阻率与载子浓度分布,进而分析半导体元件的接面特性,SRP常与SIMS等材料分析技术搭配使用,以同时取得元素浓度与电性分布资讯。
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SRP 量测原理示意图
半导体试片经过精密研磨形成斜切面(Bevel Surface),使 P-N 接面(PN Junction) 能够沿表面方向展开。两个微探针接触研磨表面并施加微小电压,量测探针间的电阻值,藉由电阻讯号可计算出材料的电阻率与载子浓度分布。 -

SSM 2000
展阻分析仪透过高精度探针系统与量测控制软体,可对研磨表面进行逐点量测,建立半导体材料的接面深度(Junction Depth)、电阻率(Resistivity)与有效载子浓度(Carrier Concentration)之纵深分布。 -

SSM 2100
展阻分析仪透过高精度探针系统与量测控制软体,可对研磨表面进行逐点量测,建立半导体材料的接面深度(Junction Depth)、电阻率(Resistivity)与有效载子浓度(Carrier Concentration)之纵深分布。
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SRP 样品研磨面
半导体试片经研磨形成斜切面(Bevel Surface),使元件结构与材料接面沿着表面展开。透过展阻分析仪的微探针沿研磨表面逐点量测电阻值,可取得材料不同深度位置的电性资讯。 -

SRP 量测结果曲线
量测得到的电阻讯号经计算后,可转换为材料的电阻率(Resistivity)、电阻值(Resistance)及有效载子浓度(Carrier Concentration)分布。
藉由分析曲线变化,可判断半导体材料的掺杂浓度分布与P-N接面深度(Junction Depth),常用于离子布植制程与制程监控分析。。

SRP 载子浓度与电阻率纵深分布
此图为 展阻分析(Spreading Resistance Profiling, SRP)量测结果示意。
横轴为材料深度(Depth),纵轴为量测与计算得到的电性参数,包括:
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Carrier Density(载子浓度)
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Resistance(电阻值)
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Resistivity(电阻率)
图中可清楚辨识出 P区、N型外延层(N EPI)与P型基板(P Substrate) 的结构差异,并可由曲线变化判断 P-N接面位置与接面深度。
此分析技术常用于:
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半导体 掺杂浓度分布分析
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接面深度(Junction Depth)量测
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外延层(EPI)品质分析
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离子布植与退火制程监控