pimiПриборы и методы измеренийDevices and Methods of Measurements2220-95062414-0473BNTUpimi-79Research ArticleСредства измеренийMeasuring instrumentsРЕЖИМ САМОКАЛИБРОВКИ ЗОНДА КЕЛЬВИНА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИНKELVIN PROBE SELF-CALIBRATION MODE FOR SEMICONDUCTOR WAFERS PROPERTIES MONITORINGВоробейР. И.VorobeyR. I.nil_pt@bntu.byГусевО. К.GusevO. K.nil_pt@bntu.byЖаринА. Л.ZharinA. L.nil_pt@bntu.byПетлицкийА. Н.PetlitskyA. N.nil_pt@bntu.byПилипенкоВ. А.PilipenkoV. A.nil_pt@bntu.byТурцевичА. С.TurtsevitchA. S.nil_pt@bntu.byТявловскийА. К.TyavlovskyA. K.nil_pt@bntu.byБелорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarus«Интеграл» – управляющая компания холдинга «ИНТЕГРАЛ», г. МинскБеларусь"INTEGRAL" – Holding Management Company, MinskBelarus201430032015024652Copyright © Воробей Р.И., Гусев О.К., Жарин А.Л., Петлицкий А.Н., Пилипенко В.А., Турцевич А.С., Тявловский А.К., 20152015Воробей Р.И., Гусев О.К., Жарин А.Л., Петлицкий А.Н., Пилипенко В.А., Турцевич А.С., Тявловский А.К.Vorobey R.I., Gusev O.K., Zharin A.L., Petlitsky A.N., Pilipenko V.A., Turtsevitch A.S., Tyavlovsky A.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://pimi.bntu.by/jour/article/view/79

Повышение воспроизводимости и достоверности результатов контроля электрофизических параметров полупроводниковых пластин зондовыми зарядочувствительными методами обеспечивается в работе за счет реализации режима самокалибровки зонда Кельвина, при котором в качестве образца для калибровки используется поверхность самой контролируемой пластины. Измерения выполняются в сканирующем режиме с визуализацией результатов контроля в виде цветной карты распределения контролируемого параметра. Методика измерений, основанная на использовании режима самокалибровки зонда Кельвина, реализована в конструкции измерительной установки, обеспечивающей бесконтактный неразрушающий контроль и визуализацию дефектов полупроводниковых пластин и определение их основных электрофизических параметров, таких как длина диффузии и время жизни неравновесных носителей заряда, плотность и энергетический спектр заряда на ловушках и некоторых других.

 

Improvement of repeatability and reliability of semiconductor wafers properties monitoring with a probe charge-sensitive methods is achieved by realization of Kelvin probe self-calibration mode using a wafer’s surface itself as a reference sample. Results of wafer surface scanning are visualized in the form of parameter distribution color map. A method of measurements based on Kelvin probe self-calibration mode is realized in a measurement installation for non-destructive non-contact monitoring of semiconductor wafer defects. Method can be used to define defects’ physical properties including minority carrier diffusion length and lifetime, trapped charge density and energy distribution etc.

: неразрушающий контрользонд Кельвинаполупроводниковая пластинадефекты поверхностивизуализация потенциала поверхностиnondestructive monitoringKelvin probesemiconductor wafersurface defectssurface potential visualizationReferencesZharin, A.L. Contact Potential Difference Techniques as Probing Tools in Tribology and Surface Mapping // Applied Scanning Probe Methods. – 2010. – V. 14. – P. 687–720.Zharin A.L. Contact Potential Difference Techniques as Probing Tools in Tribology and Surface Mapping. Applied Scanning Probe Methods, 2010, vol. 14, pp. 687–720.Ибрагимов, Х.И. Работа выхода электрона в физико-химических исследованиях / Х.И. Ибрагимов, В.А. Корольков. – М.: Интермет Инжиниринг, 2002. – 526 с.Ibragimov H.I., Korol’kov V.A. Rabota vykhoda elektrona v fiziko-khimicheskikh issledovaniyakh [Electron work function in physical and chemical studies]. Moscow, Intermet Engineering Publ., 2002. 526 p.Тявловский, А.К. Моделирование метрологических характеристик емкостных первичных преобразователей средств зондовой электрометрии / А.К. Тявловский, О.К. Гусев, А.Л. Жарин // Приборы и методы измерений. – 2011. – № 1(2). – С. 122–127.Tyavlovsky A.K., Gusev O.K., Zharin A.L. [Metrological performance modeling of probe electrometers capacitive sensors]. Pribory i metody izmerenij, 2011, no. 1(2), pp. 122–127 (in Russian).Kim, J.S. Kelvin probe and ultraviolet photoemission measurements of indium tin oxide work function: a comparison / J.S. Kim [et al.] // Synthetic Metals. – 2000. – № 111–112. – Pр. 311– 314.Kim J.S., Lagel B., Moons E., Johansson N., Baikie I.D., Salaneck W.R., Friend R.H., Cacialli F. Kelvin probe and ultraviolet photoemission measurements of indium tin oxide work function: a comparison. Synthetic Metals, 2000, vol. 111–112, pp. 311–314.Kronik, L. Surface photovoltage phenomena: theory, experiment, and applications / L. Kronik, Y. Shapira // Surface Science Reports. – 1999. – V. 37. – P. 1–206.Kronik L., Shapira Y. Surface photovoltage phenomena: theory, experiment, and applications. Surface Science Reports, 1999, vol. 37, pp. 1–206.Chiang, C. L. Measurement of the minoritycarrier diffusion length in thin semiconductor films / C. L. Chiang, R. Schwarz, D. E. Slobodin, J. Kolodzey, S. Wagner // IEEE Trans. Electron Devices. – 1986. – No. 33. – P. 1587–1592.Chiang C.L., Schwarz R., Slobodin D.E., Kolodzey J., Wagner S. Measurement of the minority-carrier diffusion length in thin semiconductor films. IEEE Trans. Electron Devices, 1986, vol. 33, pp. 1587–1592.Воробей, Р.И. Контроль дефектов структуры кремний-диэлектрик на основе анализа пространственного распределения потенциала по поверхности полупроводниковых пластин / Р.И. Воробей [и др.] // Приборы и методы измерений. – 2013. – № 2(7). – С. 67–72.Vorobey R.I., Zharin A.L., Gusev O.K., Petlitsky A.N., Pilipenko V.A., Turtsevitch A.S., Tyavlovsky A.K., Tyavlovsky K.L. [Study of silicon-insulator structure defects based on analysis of a spatial distribution of a semiconductor wafer’s surface potential]. Pribory i metody izmerenij, 2013, no. 2(7), pp. 67–72 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.