어닐링 처리를 통한 결함의 공간 조사

목적

반도체는 현대 전자 기기의 핵심이지만, 아주 미세한 국소적 결함조차도 그 성능과 신뢰성에 중대한 영향을 미칠 수 있습니다. 수명 측정을 통한 공간 분해능 결함 분석은 바로 이러한 치명적인 취약점을 정확히 밝혀내며, 다른 측정 방법으로는 종종 놓치기 쉬운 통찰력을 제공합니다.

반도체의 개별 영역을 고정밀도로 조사함으로써 다음과 같은 이점을 얻을 수 있습니다:

• 균열, 전위, 오염과 같은 미세한 재료 결함을 탐지

• 국소적 불규칙성의 근본 원인을 정확히 파악하여 제조 공정을 최적화

• 소자의 수명과 전반적인 신뢰성을 획기적으로 향상

소형화, 고출력 밀도, 엄격한 품질 요구 사항이 주도하는 시장에서, 공간 분해능을 갖춘 결함 분석은 결정적인 경쟁 우위를 제공합니다. Freiberg Instruments의 MDPmap을 사용하면 높은 공간 분해능으로 소수 캐리어 수명을 측정할 수 있습니다. 한 걸음 더 나아가, Freiberg Instruments는 어닐링 단계를 수행하기 위해 통합 가열 시료 척을 개발했습니다.

솔루션

MDPmap에 통합된 가열 척을 사용하면 시료를 이동할 필요 없이 50°C에서 250°C 범위의 어닐링 단계를 수행할 수 있으므로, 시료에 대한 공간 분해능 분석이 가능합니다. 이 장치는 직경 12인치까지의 시료를 수용할 수 있도록 특별히 설계되었습니다. 

또한, 조명과 결합한 시퀀스를 수행하여 결함의 상태(예: FeB 쌍의 결합 및 해리)를 변화시키고, 최대 100°C까지 수명을 측정 및 매핑할 수 있습니다.

결함의 활성화 에너지를 조사하기 위해 더 넓은 온도 범위에서 온도에 따른 수명 측정이 필요한 경우, 당사의 MDpicts, MDpicts pro 및 HTpicts 도구를 확인해 주십시오.

응용 예

특수한 어닐링 단계와 조명 조명을 결합한 통합 가열 스테이지를 사용하면, 화학적인 방법보다 훨씬 우수한 검출 한계로 수명 측정을 통해 크롬, 철 및 붕소-산소 복합체의 농도를 결정할 수 있습니다.

MDPmap을 사용하여 다음 단계를 자동으로 수행할 수 있습니다:
 

각 어닐링 또는 플래싱 단계 후 수명 분포도를 측정한다. Fe, Cr 및 BO₂의 농도는 다음 방정식을 사용하여 계산한다:
 

\([Fe] = C_{Fe} \cdot (\cfrac{1}{\tau_{6}} - \cfrac{1}{\tau_{5}})\)                         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 

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

교정 계수는 근사치입니다. 정확한 값은 주입 조건에 따라 달라지며 SRH 시뮬레이션을 통해 계산할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고, 결과 맵은 결함 밀도의 상대적 분포를 보여주므로 결함이 어디에 집중되어 있는지 파악할 수 있습니다. 아래 예시에서 철은 시료의 가장자리에 집중되어 있는데, 이는 Cz-Si의 전형적인 특징입니다. 크롬(Cr)은 가장자리와 시료 중심의 원형 영역에서 가장 높은 밀도를 보이며, 반면 BO₂는 가장자리가 아닌 시료 중심의 넓은 영역에만 집중되어 있습니다.

요약하자면: 반도체를 국부적으로 이해하면 전체적으로 더 나은 결정을 내릴 수 있습니다.

이러한 측정 결과는 MDPmap과 통합 가열 척을 함께 사용할 때의 장점을 보여줍니다.