硅外延层载流子浓度测定汞探针电容-电压法GB/T14146-2009详解

硅外延层是半导体器件中广泛应用的一种材料，其性能的好坏直接影响着器件的工作效率和可靠性。为了准确评价硅外延层的质量，需要进行载流子浓度测定。汞探针电容-电压法是目前应用最广泛的硅外延层载流子浓度测定方法之一，相关标准为GB/T14146-2009。

一、定义与适用范围

根据GB/T14146-2009的定义，汞探针电容-电压法是指通过对硅外延层中待测区域施加交变电场，并将正弦信号的电压与电容曲线记录下来。通过对这些数据进行处理，可以得到硅外延层中的载流子浓度。

该标准适用于硅外延层载流子浓度的测定，包括n型、p型和非掺杂硅外延层。但不适用于Be、B等杂质掺杂的硅外延层。

二、测量原理

汞探针电容-电压法是一种非接触式测量方法，其测量原理基于硅外延层材料对交变电场的响应。在待测区域施加正弦信号的电场后，硅外延层内部会产生电荷分布，导致电容发生变化。通过对电容-电压曲线的记录，并对曲线进行分析，可以计算出硅外延层中的载流子浓度。

三、测量步骤

GB/T14146-2009规定了硅外延层载流子浓度测定的具体步骤，主要包括：

• 将硅外延层样品放置在测试装置中，设置合适的测试参数；
• 施加正弦信号，记录电容-电压曲线；
• 将数据进行处理，获得硅外延层中的载流子浓度。

四、质量要求

GB/T14146-2009对汞探针电容-电压法测量结果的误差和稳定性等方面进行了明确规定。同时，标准还规定了测试装置的相关技术要求、检验方法及其它相关技术要求。

五、结语

汞探针电容-电压法作为一种非接触式测量方法，具有测量精度高、无损伤等优点，目前应用广泛。GB/T14146-2009的发布，为硅外延层载流子浓度测定提供了明确的技术规范和质量标准，为硅外延层的制造和应用提供了重要的支撑。