退火处理对缺陷的空间研究

目的

半导体是现代电子设备的核心——但即使是最微小的局部缺陷，也会对其性能和可靠性产生显著影响。通过寿命测量进行的空间分辨缺陷分析，能够精准揭示这些关键的薄弱环节，从而发现其他测量方法往往忽略的重要信息。

通过对半导体特定区域进行高精度检测，您可以：

• 检测微小的材料缺陷，例如裂纹、位错或污染物

• 通过精准定位局部异常的根本原因，优化制造工艺

• 显著提升器件寿命和整体可靠性

在微型化、高功率密度及严苛质量要求驱动的市场中，空间分辨缺陷分析提供了决定性的竞争优势。借助Freiberg Instruments的MDPmap，可以高空间分辨率测量少数载流子寿命。更进一步，Freiberg Instruments开发了集成加热样品卡盘，用于执行退火步骤。

解决方案

MDPmap 中的集成加热样品台可在 50 °C 至 250 °C 范围内执行退火步骤，且无需移动样品，从而能够对样品进行空间分辨分析。该样品台专为直径达 12 英寸的样品而设计。 

此外，该装置还可结合照明进行序列实验，以改变缺陷的状态（例如FeB对的结合与解离），并在高达100 °C的温度下测量并绘制寿命分布图。

若需在更宽的温度范围内进行温度依赖性寿命测量以研究缺陷的活化能，请关注我们的工具 MDpicts、MDpicts pro 和 HTpicts。

应用示例

通过使用集成的加热台，配合特殊的退火步骤和光照序列，可以从寿命测量中测定铬、铁和硼-氧复合物的浓度，其检测限远优于化学方法等。

MDPmap 可自动执行以下步骤：
 

每次退火或闪退步骤后，均需测量寿命分布图。Fe、Cr和BO₂的浓度通过以下方程计算：
 

\([Fe] = C_{Fe} \cdot (\cfrac{1}{\tau_{6}} - \cfrac{1}{\tau_{5}})\)                         C_Fe = -2.5 × 10¹³ µscm^⁻³ 

\([BO_{2}] = C_{BO} \cdot (\cfrac{1}{\tau_{6}} - \cfrac{1}{\tau_{4}})\)                      C_BO = 1.2 × 10¹⁴ µscm⁻³ 

\([Cr] = C_{Cr} \cdot \left(\frac{1}{\tau_{1}} - \frac{1}{\tau_{3}} \right)\)                          C_Cr = 1.6 × 10^¹³ µscm⁻^³ 

校准因子仅为近似值。精确值取决于注入条件，可通过SRH模拟计算得出。尽管如此，所得图谱仍能显示缺陷密度的相对分布，从而揭示缺陷的富集区域。 在下例中，铁元素集中在样品边缘，这在Cz-Si中很常见；铬元素在边缘及样品中心环形区域的密度最高；而BO_₂则仅集中在样品中心的大片区域，而非边缘。

简而言之：当你理解了局部层面的半导体特性，就能在整体层面做出更明智的决策。

这些测量结果表明，MDPmap 与集成加热夹头结合使用具有显著优势。