К.В. Фролов - Технологии, оборудование и системы (1062200), страница 168
Текст из файла (страница 168)
Это происходит из-за того, что световая волна в тонкой пленке, проходя параллельно подложке, проделывает зигзагообразный пуп (до 1000 зигзшов на 1 см). Прохождение кюадого зигзага связано с отражениец от верхней и нижней поверхностей пленки. Чем выше порядок моды (ш), тем меньше утоп мелку лучом и нормалью к поверхности пленки. В моде с гл = 0 лучи почти окользат по поверхности пленки. Основные яврамегрм качества нелувроведшшевмх слоев. Важное значение в производстве полупроводниковых ИС имеют эпитаксиапьные и легированные посредством ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ИзЛЕЛИЙ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ 537 диффузии нли ионното внедрения слои полупроводниковых материалов.
Основными лара- метрами материала являются удельное (ияи поверхностное) сопротивление, подвижность и время жизни носителей заряда, тип проводимости, ориентация ма нохристаляиче око го слон, концентрация носителей заряда Измерения большинства из этих величин проводятся в производстве ИС пщз входном контроле полупроводниковых пластин.
Обычно достаточно проведения визуального осмотра под микроскопом, проверки типа проводимости, кристаллической ориентации и удельното сопротивления, определения плотности дислокации и геометрических размеров. Тнп проводимости определяется по схеме, показанной на рис. 5.4.6. Измерения выполюпотся в нескольких точках пластины. Во время измерений один из зондов нагревается до 60 'С спиралью, электрически изолированной от него. Для кремния л-типа холодный контакт имеет отрицательную, а для )з-тнпаположптельную полярность.
Определение ориентации основано на способности некоторых травнтелей, например распюра едкото кали в воде, вьшювпь хрисшллозрафические плоскости. После травления и тщательной промывки пластины помещшот в устройство, обеспечивающее перпендикулярное падение луча света (рнс. 5.4.7). Рве. 5.4.6. Схема еэрахававвэ тваа яраведвмаезв аазнвраээхмзвммах вааазвв: 1- пластина; 2- рагувзтар напряжения; 3 — свирель награвпазя занда; 4- заиам; 5 - ааедвмвтаэьвма провода; б - язмарвтазьвмй прибор ! «+~у» ~ ИУв~ 4~~ Ф' чс, э) б) Ь) Рве. 5.4.7.
Отрэжеввв ат вэааээсаая <100> (а), <110> (Ь), <111> (а) Если отраженный рисунок разместижя не в центре экрана вокруг отверстия, это значит, что поверхность пластины не совместилась с плоскостью экрана. Вращая кристалл в ортотональных плоскостях до совмещения центра рисунка с отверстием на экране, опрелеляют разориентвцню кристаллической плоскости относительно поверхности пластины. Допустимой считвезся разориентация до 1,5 Удельное электросопротивление р полупроводниковых материалов измеряется четырехзондовым методом по схеме, приведенной на рис. 5.4.8.
По межзлекгродному расстоянию Ь, силе тока возбулдения Ти напряжению () вьнисляют р (Ом см) (7 р = 2яЬ вЂ”. Т Сопротивление слоя квадрата материала толщиной аз, т.е. рп, определжтся по формуле (5.4.4). Высокая точносп определения р достигается с помощью измерений приборами на переменном токе. В этом случае своднтая к минимуму влияние контактов на результаты измерений. Поскольку р определшот разрушающими методами контроля, применяют тестовые пластины. В современной оптоэлектронике наряду с оптическими волноводами используются полупроводниковые источники света и фотоприемники. Интегральными параметрами оптоэлектронных элементов, по которым судят об их качестве, служат передаточные характеристики входных и выходных сигналов. Для источников света входными управляющими сигналами являются напряжение им, или сила тока ьп, а выходными - световой поток Вввх.
Для приемников (фотодвухполюсники) входным сигнаяом является падающий световой лоток Рвс. 5.4.8. Схема взмераввя Имзмвагэ замезремвретвэзаюы ваауэраэаввяяавмх вваавя Гввма 5.4. ИЗМЕРЕНИЯ И КОНТРОЛЬ В МИКРОЭЛЕКТРОНИКЕ Отклики Яспьгтаяия ЛЧГ( (З Рве. 5.4.9..Схема в врвмевваа Ввмрвмма (пвввамвааввмх (а) в вврвмввувчммвх (б) вввытвавя: Г - нспвпуемий прибор; Гь Гвв, Гс, Гз - соответственна-время начала н нарастания импульса, сваха вмвувма н зааерззш раырсстрвнвнив сипмлв (Вш), а выходными напряжение и „нли сила тока (ивх. Естественно, по при одинаковых спектральных характеристиках входного и выходного излучений получаеюя усиление светового потока, а при разных - ослабление светового сигнала. Оптроны являлися основныыи элементами оптоэлектронных усюппелей и преобразователей напрккения.
Оптоэлектронные интегральные микросхемы (ОИМ) выполняются на основе полупроводниковых слоев в виде матриц нз отдельных или связанных оптронов. В отличие от оптоэлектронной схемы на дискретных элементах ОИМ является схемой с распределенными параметрами. Параметрами качества таких структур яюиются более слажньге, чем в обычных ИС, оптоэлектронные характеристики материалов. Если ИС изготавливахпся, как правило, из одного материала - монокриствллических слоев кремния (и, реже, арсенида талыш), то для ОИМ используется кроме кремния широкая группа полупроводниковых соединений группы АШВУ (ОаАЕ ОР 1лда ОаА1Ааг и др.) и ~руины АИВУг (Ел5, СОЕ; Сне н др.).
5.4.3. системы измерения ОснОВнмх элеетричхсеих параметвов интегРАпьных МИКРОСХЕМ Контроль качества ИС включает проверку резисторов, конденсаторов, диодов и транзисторов. Испытания (контроль) ИС можно подразделить на функциональные (рис. 5.4.9, а) и Параметрические (рис. 5.4.9, б). Функциональные испьпвння звюпочиотся в проверке соответствия выходных сигналов последовательности входных воздействий. При проведении параметрических испытаний измеряются, например, длнтельносп фронта Гф, длительность спада („задержка гз распространения сигналов при нх прохождении через прибор. При этом измеряют статические и динамические характер испши ИС.
В ходе измерения динамичесхих харакгеристик контролируются временные параметры, а также амплитуда измеряемого импульса. Измерение статических харакгврисппс производится при постоянных напряжениях на всех электродах приборов. СИСТВМЫ ИЗМЕРЕНИЯ ОСНОВНЫХ ЭЛРКТРИЧЕСХИХ ПАРАМЕТРОВ 539 Рвс. 5.4.10. Вельт-мюервме хареатересимв юеле (с) я сеиевства траилегерее (6) Важным моментом в выборе средств измерений является определение эффективности испытаний дзя данного производства. Целесообразность применения автоматических устройств и линий для испытаний ИС определяется объемом производства или потребления 'этих приборов на лредприатии, допустимым уровнем нх качества, а также уровнем эатряг на обеспечение надежности аппаРатуРы при отсутствии испытаний компонентов.
Сушествует большое число автоматизированных комплексов для всесторонних жиеерений и испытаний ИС. Все они построены на основе отдельных измерительных устройств, перехлючение которых осуществляется по заданной программе, а запись параметров и харакжриспьк производится автоматически; специальные исполннпльные механизмы оаушсспшяют разбраковку по лриищапу годен- негоден или по долусковым группам параметров, т.е. партиям с различным допуском уровня качества приборов. Система статических параметров полупроводниковых диодов описывает нх в одной из трех областей вольт-амперных характеристик (ВАХ) (на рнс.
5.4.10, а - римскими циф- рами). Система оптических параметров транзисторов описывает их в одной из шести областей режимов (рис. 5М.10, 6). В активной области 1 эмгптерный переход открыт и инвгектирует в базу нсосновные носители, которые, двигаясь к коллектору, образуют коллекгорный ток. В области отсечки 11 эмнпер не июкехтирует носители в базу, поэтому сила тока коллектора равна силе об..ратного тока коллекторного перехода. В области насьлцения Ш коллекторный переход смешается в прямом направлении, увеличюия ннжекцию неоановных носителей из коллектора в базу, и вследствие этого усюппельные свойспв транзистора сильно ухудшаются. Обласп пробоя на выходных харакюристиках Л' реализуегая при высоком напрюкенни на коллекторе: в этой области сила коллекторного тока быстро растет с повышением напряжеюш, что в конечном счете приводит к пробою и выходу прибора из строя.
Область отсечки по входу 1' на входной характеристике соотвежтвует обратным нюгряжениям на эмиперном переходе, она распространяется до огсыати пробоя эюптерного перехода Р1. Глава 5.4. ИЗМЕРЕНИЯ И КОНГРОЛЬ В МИКРОЭЛЕКТРОНИКЕ Ь Хх Хдбо 1э Хб Хкбо Х Хб 121 з Пришпая система статических параметров транзистора описывает епз в каждой из указанных валле областей минимальным набором величин. Активны обласп 1 описывается одним параметром-коэффициентом передачи тока где Хх, Хб - сила тока соответственно коллектора и базы; Ххбо - сила обратного тока коллекторного перехода при силе тока эммитера Хэ = О, при Хб < 20Хк60. Ь21э = Хх/Хб Значение Ь21э опреДеллют пРи ннзющ нащвпкении на коллекторе и силе рабочего тока коллектора.
Область отсечки ХХ описывается несколькими параметрами: Х„60, Х„эо - сила обратного тока коллекторного перехода при отюпоченной базе (Хб = 0). Для большинства случаев применения транзисторов необходимы минимальные значения сил обратных токов во всем диапазоне допустимых напрюкений. Область насыщения Ш описывается паРамегром 1Ххэвю - нанРвжение ксллекгоР- эмитгер в режиме насьпцения при силе тока коллектора Х„, близкой к рабочему, и силе тока базы Хб, в п раз большей, чем сила тока базы в активном режиме, т.е. ще л = 2 ... 20 - коэффициент нэсьпцения. В большинстве методик Ь21 измеряется при номинальном значении Хх и напряжении, превышающем ГХхэвю в 3 - 6 раз.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
