|
| ภาพรวม
|
|||||||||
อายุการใช้งานพาหะส่วนน้อยของเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ เช่น SiC เป็นหนึ่งในพารามิเตอร์หลักที่ระบุถึงคุณภาพของเวเฟอร์ การวัดอายุการใช้งานของพาหะส่วนน้อยจะให้ข้อมูลเชิงลึกที่มีคุณค่าเกี่ยวกับความเข้มข้นของข้อบกพร่องที่จุดและการปนเปื้อนบนพื้นผิวจากไอออนของโลหะ นอกจากนี้ เนื่องจากความต้องการอุปกรณ์ SiC ไฟฟ้าแรงสูงยังคงเพิ่มขึ้น ความจำเป็นในการวัดอายุการใช้งานของพาหะส่วนน้อยของเวเฟอร์อีพิเทกเซียลหนาก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน
หลักการ
ระบบตรวจจับความเร็วสูงแบบไม่ทำลายสำหรับข้อบกพร่องของแลตทิซ (เช่น การเคลื่อนตัวและความผิดพลาดในการซ้อน) ในเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบผสมที่พัฒนาโดย TimeTech Spectra นั้นใช้โฟโตแคริเออร์ไดนามิกสเปกโทรสโกปีเป็นหลัก เมื่อวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ถูกกระตุ้นด้วยแสง อิเล็กตรอนจะเปลี่ยนจากแถบเวเลนซ์เป็นแถบการนำไฟฟ้า ทำให้เกิดอิเล็กตรอนในแถบการนำไฟฟ้าที่สร้างด้วยแสงและรูในแถบเวเลนซ์ (เรียกอีกอย่างว่าโฟโตแคริเออร์หรือพาหะของชนกลุ่มน้อย) ในโครงตาข่ายคริสตัลที่สมบูรณ์แบบ ตัวพาแสงเหล่านี้จะคงอยู่เป็นระยะเวลาหนึ่ง (อายุการใช้งานของตัวพา) จนกระทั่งเกิดการรวมตัวใหม่ของหลุมอิเล็กตรอน
อย่างไรก็ตาม เมื่อโฟโตแคริเออร์พบข้อบกพร่องของโครงตาข่าย เช่น การเคลื่อนหลุด ข้อบกพร่องในการเรียงซ้อน หรือจุดบกพร่อง โดยทั่วไปแล้วโฟโตคาร์ริเออร์จะพบกับข้อบกพร่องอย่างรวดเร็วหรือการรวมตัวใหม่ที่ได้รับความช่วยเหลือจากข้อบกพร่อง สิ่งนี้นำไปสู่การลดลงอย่างมีนัยสำคัญในความเข้มข้นของโฟโตแคริเออร์ที่บริเวณที่มีข้อบกพร่องเมื่อเปรียบเทียบกับบริเวณที่ปราศจากข้อบกพร่อง โดยการสังเกตการกระจายเชิงพื้นที่และการเสื่อมสลายชั่วคราวของโฟโตพาริเออร์ทั่วแผ่นเวเฟอร์ สามารถรับข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของข้อบกพร่อง การกระจายตัว และความหนาแน่นได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การวัดด้วยภาพและไดนามิกของโฟโตแคริเออร์สามารถทำได้ผ่านเทคนิคสเปกโทรสโกปีแบบแก้ไขตามเวลาต่างๆ วิธีการที่ใช้กันมากที่สุด ได้แก่ การถ่ายภาพการดูดกลืนแสง/การสะท้อนชั่วคราว และสเปกโทรสโกปีโฟโตลูมิเนสเซนซ์แบบแก้ไขตามเวลา แบบแรกอาศัยสัญญาณการดูดซับในสภาวะตื่นเต้นของโฟโตแคริเออร์ (การดูดซับโดยอิเล็กตรอนหรือรูที่สร้างด้วยแสงโดยไม่จำเป็นต้องมีการแผ่รังสี) ในขณะที่แบบหลังขึ้นอยู่กับการรวมตัวกันของการแผ่รังสีของโฟโตแคริเออร์
TimeTech Spectra ใช้ประโยชน์จากวิธีการตรวจจับด้วยสเปกโทรสโกปีเหล่านี้ และได้พัฒนาเทคโนโลยีการตรวจจับด้วยแสงความเร็วสูงแบบไม่ทำลาย โดยอิงตามคุณสมบัติไดนามิกของพาหะของเซมิคอนดักเตอร์แบบผสม โดยกำหนดเป้าหมายไปที่ข้อบกพร่องที่สำคัญ เช่น การเคลื่อนตัว ความผิดพลาดในการซ้อน และจุดบกพร่องที่ระดับเวเฟอร์ ชุดระบบการตรวจจับสามารถรองรับเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ผสมได้หลากหลาย รวมถึง SiC, GaN, Ga₂O₃, GaAs และ InP
ตัวอย่าง
