展阻分析(Spreading Resistance Profiling, SRP)是半導體材料分析中常用的電性量測技術,
可量測接面深度(Junction Depth)、電阻率(Resistivity)及有效載子濃度(Carrier Concentration)的縱深分佈,廣泛應用於離子佈植與製程監控分析。
SRP 的量測原理是利用兩個微探針接觸樣品表面並施加微小電壓,量測探針之間的電阻值,並透過計算轉換得到材料的電阻率與載子濃度分佈。
在分析前,試片會先固定於具有微小傾斜角度的基座上,並使用鑽石研磨膏(Diamond Paste)進行精密研磨,使半導體接面逐漸暴露形成斜切面。
隨著探針沿著研磨表面逐點量測,即可得到材料深度方向的電阻率與載子濃度分佈,進而分析半導體元件的接面特性。
SRP常與SIMS等材料分析技術搭配使用,以同時取得元素濃度與電性分佈資訊。
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SRP 量測原理示意圖
半導體試片經過精密研磨形成斜切面(Bevel Surface),使 P-N 接面(PN Junction) 能夠沿表面方向展開。兩個微探針接觸研磨表面並施加微小電壓,量測探針間的電阻值,藉由電阻訊號可計算出材料的電阻率與載子濃度分佈。 -

SSM 2000
展阻分析儀透過高精度探針系統與量測控制軟體,可對研磨表面進行逐點量測,建立半導體材料的接面深度(Junction Depth)、電阻率(Resistivity)與有效載子濃度(Carrier Concentration)之縱深分佈。 -

SSM 2100
展阻分析儀透過高精度探針系統與量測控制軟體,可對研磨表面進行逐點量測,建立半導體材料的接面深度(Junction Depth)、電阻率(Resistivity)與有效載子濃度(Carrier Concentration)之縱深分佈。
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SRP 樣品研磨面
半導體試片經研磨形成斜切面(Bevel Surface),使元件結構與材料接面沿著表面展開。透過展阻分析儀的微探針沿研磨表面逐點量測電阻值,可取得材料不同深度位置的電性資訊。 -

SRP 量測結果曲線
量測得到的電阻訊號經計算後,可轉換為材料的電阻率(Resistivity)、電阻值(Resistance)及有效載子濃度(Carrier Concentration)分佈。
藉由分析曲線變化,可判斷半導體材料的摻雜濃度分佈與P-N接面深度(Junction Depth),常用於離子佈植製程與製程監控分析。。

SRP 載子濃度與電阻率縱深分佈
此圖為 展阻分析(Spreading Resistance Profiling, SRP)量測結果示意。
橫軸為材料深度(Depth),縱軸為量測與計算得到的電性參數,包括:
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Carrier Density(載子濃度)
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Resistance(電阻值)
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Resistivity(電阻率)
圖中可清楚辨識出 P區、N型外延層(N EPI)與P型基板(P Substrate) 的結構差異,並可由曲線變化判斷 P-N接面位置與接面深度。
此分析技術常用於:
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半導體 摻雜濃度分佈分析
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接面深度(Junction Depth)量測
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外延層(EPI)品質分析
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離子佈植與退火製程監控