用霍爾效應(yīng)測試研究直拉單晶硅的電學(xué)性能.pdf

1、霍爾效應(yīng)測試是半導(dǎo)體測試技術(shù)中一種重要的測試手段，用于測量半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型、載流子濃度、載流子遷移率等電學(xué)參數(shù)，在研究和生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。本文以霍爾效應(yīng)測試為主要研究手段，研究了重?fù)絥型單晶硅的載流子遷移率隨溫度變化的關(guān)系、遷移率計(jì)算模型Klaassen模型在n型補(bǔ)償硅中的適用性、以及快速熱處理(RTP)向硅中注入的氮的電活性，得到以下主要研究結(jié)果:
　　(1)研究了重?fù)搅缀椭負(fù)脚鹬崩瓎尉Ч璧碾娮杪?、載流子濃度及載流子遷移率

2、在10K至300K范圍內(nèi)隨溫度變化的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，隨著溫度的降低，重?fù)街崩瓎尉Ч璧膶?dǎo)電機(jī)制會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)交，逐漸由導(dǎo)帶（價(jià)帶）導(dǎo)電為主轉(zhuǎn)變?yōu)殡s質(zhì)帶導(dǎo)電為主，并且發(fā)生轉(zhuǎn)變的溫度范圍隨著摻雜濃度增大而升高。導(dǎo)電機(jī)制的轉(zhuǎn)變影響了電阻率、載流子濃度和載流子遷移率隨溫度變化的規(guī)律。
　　(2)研究了n型硼-磷補(bǔ)償直拉單晶硅的電子遷移率與摻雜濃度的關(guān)系。通過比較遷移率的實(shí)驗(yàn)測量值和由Klaassen遷移率模型得到的計(jì)算值，發(fā)現(xiàn)Klaassen模型

3、適用于摻雜濃度在1018cm-3數(shù)量級的補(bǔ)償單晶硅電子遷移率的計(jì)算，但對摻雜濃度在1017cm-3數(shù)量級的補(bǔ)償單晶硅而言則明顯高估了電子遷移率。分析認(rèn)為這是由于該模型未充分考慮低摻雜濃度情形下自由載流子對電離雜質(zhì)的屏蔽作用由于雜質(zhì)補(bǔ)償受到的削弱效應(yīng)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，修正了Klaassen模型，使之在低摻雜濃度的情況下獲得的電子遷移率計(jì)算值也與實(shí)驗(yàn)值吻合得地相當(dāng)好。
　　(3)研究了氮?dú)夥障碌目焖贌崽幚?RTP)向直拉單晶硅中注入的氮