Deep Level Transient Spectroscopy(DLTS)는 반도체에서 전기적으로 활성화된 결함(Trap, 트랩)을 감지하고 식별하는 기술입니다. 이러한 트랩은 오염 또는 결정 결함으로 인해 발생할 수 있습니다. DLTS는 Deep trap과 관련된 여러 매개변수를 측정하는 방법으로, energy levels, capture cross-sections 및 concentration distributions 를 포함합니다. 이 방법은 불순물을 식별하고 5×107 atoms/cm3 정도와 같이 낮은 농도의 오염도 감지할 수 있습니다.
DLTS는 작은 샘플을 사용합니다. 일반적으로 완전한 웨이퍼에서 잘라내어 얻은 샘플을 사용하여 Schottky diode 또는 p-n 접합을 형성하여 측정하는 파괴적인 기술입니다.
시스템은 DLS-83D, DLS-1000 또는 DLS-1100 중 하나와 Semilab에서 제공하는 네 가지 cryostats 중 하나로 구성됩니다. Majority carrier트랩은 역 바이어스 펄스를 적용하여 관찰되며 minority carrier 트랩은 정방향 바이어스 펄스로 관찰할 수 있습니다.
이 방법은 다이오드가 초기 비균형 상태에서 평형 상태로 돌아갈 때 capacitance transient 의 변화와 관련된 것을 모니터링합니다. 방출 과정이 빠르기 때문에 capacitance transient 는 신호가 작고 노이즈가 많습니다. 방출 과정을 늦추기 위해 샘플을 냉각합니다. 일반적으로 30 K에서 상온(300 K) 이상의 범위에서 여러 가지 cryostats 를 사용할 수 있습니다. 샘플의 냉각 결과, 더 긴 capacitance transient 변화가 발생합니다. Lock-in 평균화 기술을 통해 온도의 함수로 특정 방출 속도에서 발생하는 Peak를 감지합니다. 다양한 주파수에서 방출을 찾고 관련된 peak의 온도를 모니터링하여 트랩의 활성화 에너지를 추정하는 Arrhenius plot을 생성할 수 있습니다. 펄스 폭을 변화시켜 capture cross section을 정확하게 측정할 수 있습니다.
direct transient 기록 옵션을 사용하면 단일 온도 스캔에서 전체 Arrhenius plot을 추출할 수 있으므로 샘플 측정 시간을 크게 단축할 수 있습니다.

Spreading Resistance Profiling(SRP)은 실리콘 디바이스 내부의 carrier density, depth, resistivity profile 을 완전히 시각화 할 수 있는 기능을 제공합니다. SRP는 carrier density range, conductivity type, orientation, profile depth 에 대한 제한이 없습니다. 디자이너는 SRP를 사용하여 모델이 실제 제조된 디바이스와 얼마나 가까운지를 평가할 수 있으며, 생산성 향상 엔지니어는 실패 분석을 위한 제조 공정을 간단히 식별할 수 있습니다. 또한, 프로세스 엔지니어는 Epi, 이온 임플란트 및 확산을 포함한 모든 실리콘 도핑 작업을 문제 해결할 수 있습니다.

1.Probe conditioning, qualification - 접촉 저항 측정 방법은 Probe와 샘플 표면 간의 접촉을 필요로 합니다. 정확한 측정 결과를 얻기 위해 Probe 표면은 Microcontacts로 덮여야 합니다. 이것이 Probe가 Gorey-Schneider grinder를 사용해야하는 이유입니다.
2.Calibration (필요한 경우) - 측정 중에는 저항 값이 얻어지며, 교정 곡선을 기반으로 해당 저항률을 읽어낼 수 있습니다.
3.샘플 준비 - 저항 측정이 샘플의 깎인 가장자리에서 진행되기 때문에 샘플을 깎아야 합니다. J90 polishing 기계를 사용하는 것이 좋습니다. BSM 각도는 검사 대상 구조, 레이어 두께 및 원하는 spatial 해상도에 따라 달라집니다.
4.측정 - 저항 측정은 경사진 가장자리를 따라 진행됩니다. 내장형 현미경 (도구 유형 및 구성에 따라 다양한 배율로 제공)을 사용하면 작업자가 간편하게 측정 경로를 지정하고 스크래치, 먼지 또는 샘플 끝을 피할 수 있습니다.
5.분석 - 측정된 값은 소프트웨어를 사용하여 신속하고 쉽게 분석할 수 있으며 다음과 같은 내용을 수행할 수 있습니다:
-관심 있는 접합 및 레이어 식별
-선택적 데이터 smoothing
-저항과 carrier density 계산
-레이어 특성화를 위한 통계 사용
-신속한 평가 및 보고를 위한 미리 정의된 레시피 사용
-CSV 형식으로 데이터 내보내기
관심사가 도핑 레벨 및 layer depth 인 경우 이러한 값을 Bevel Angle Measurement (BAM)로 계산할 수 있습니다. BAM 센서는 Probe의 초기 표면과 깍인 표면을 비교하여 프로브의 변위를 감지하며, 소프트웨어에서 추가적인 계산이 이루어집니다.

MCV(Mercury C-V) 시스템은 비용 효율적인 방식을 제공하여 비용이 많이 드는 금속 및 poly deposition 프로세스의 필요성을 없애줍니다. 시스템은 pneumatically 제어되는 접촉 probe 디자인을 사용하여 손상을 주지 않으며 매우 안정적인 접촉 영역을 갖추고 프로세스 개발 및 프로세스 모니터링 응용 분야에서 고도로 반복 가능한 CV(Capacitance-Voltage) 및 IV(Current-Voltage) 측정을 위해 수은의 소량만 사용합니다. MCV는 다양한 응용 분야에서 특히 프로세스 개발 및 모니터링에 대한 우수한 방법으로, 고체/Epitaxial 및 dielectric layer를 모두 특성화하는 데 탁월한 기술입니다.
Hg C-V 기술은 고반복성 vertical arm probe 를 사용하며 작은 양의 수은을 함유한 2cm 길이의 모세관을 갖추고 있습니다. 이 probe 는 stray capacitance 를 최소화하기 위해 정전기로 차단되어 있으며 위치에 따른 영향을 줄입니다. 프로세스 중에는 Epitaxial 웨이퍼가 프로세스된 면이 위를 향하도록 스테이지에 위치합니다. 이후 Hg probe 는 상단에서 정밀하게 낮춰져 고품질의 Schottky contact 을 형성합니다.

유전체 상수 계산은 두 가지 핵심 요소에 의존합니다:
1.Hg 프로브로 생성되는 접촉 면적의 일관성.
2.산화물 두께를 측정하기 위한 엘립소미터 측정의 정밀도.

종합적으로 MCV와 Hg C-V 기술은 물성 특성과 측정 프로세스에 대한 신뢰성 있고 효율적인 솔루션을 제공합니다.

MCV(Mercury C-V) 시스템은 비용 효율적인 방식을 제공하여 비용이 많이 드는 금속 및 poly deposition 프로세스의 필요성을 없애줍니다. 시스템은 pneumatically 제어되는 접촉 probe 디자인을 사용하여 손상을 주지 않으며 매우 안정적인 접촉 영역을 갖추고 프로세스 개발 및 프로세스 모니터링 응용 분야에서 고도로 반복 가능한 CV(Capacitance-Voltage) 및 IV(Current-Voltage) 측정을 위해 수은의 소량만 사용합니다. MCV는 다양한 응용 분야에서 특히 프로세스 개발 및 모니터링에 대한 우수한 방법으로, 고체/Epitaxial 및 dielectric layer를 모두 특성화하는 데 탁월한 기술입니다.
Hg C-V 기술은 고반복성 vertical arm probe 를 사용하며 작은 양의 수은을 함유한 2cm 길이의 모세관을 갖추고 있습니다. 이 probe 는 stray capacitance 를 최소화하기 위해 정전기로 차단되어 있으며 위치에 따른 영향을 줄입니다. 프로세스 중에는 Epitaxial 웨이퍼가 프로세스된 면이 위를 향하도록 스테이지에 위치합니다. 이후 Hg probe 는 상단에서 정밀하게 낮춰져 고품질의 Schottky contact 을 형성합니다.

유전체 상수 계산은 두 가지 핵심 요소에 의존합니다:
1.Hg 프로브로 생성되는 접촉 면적의 일관성.
2.산화물 두께를 측정하기 위한 엘립소미터 측정의 정밀도.

종합적으로 MCV와 Hg C-V 기술은 물성 특성과 측정 프로세스에 대한 신뢰성 있고 효율적인 솔루션을 제공합니다.

Deep Level Transient Spectroscopy(DLTS)는 반도체에서 전기적으로 활성화된 결함(Trap, 트랩)을 감지하고 식별하는 기술입니다. 이러한 트랩은 오염 또는 결정 결함으로 인해 발생할 수 있습니다. DLTS는 Deep trap과 관련된 여러 매개변수를 측정하는 방법으로, energy levels, capture cross-sections 및 concentration distributions 를 포함합니다. 이 방법은 불순물을 식별하고 5×107 atoms/cm3 정도와 같이 낮은 농도의 오염도 감지할 수 있습니다.
DLTS는 작은 샘플을 사용합니다. 일반적으로 완전한 웨이퍼에서 잘라내어 얻은 샘플을 사용하여 Schottky diode 또는 p-n 접합을 형성하여 측정하는 파괴적인 기술입니다.
시스템은 DLS-83D, DLS-1000 또는 DLS-1100 중 하나와 Semilab에서 제공하는 네 가지 cryostats 중 하나로 구성됩니다. Majority carrier트랩은 역 바이어스 펄스를 적용하여 관찰되며 minority carrier 트랩은 정방향 바이어스 펄스로 관찰할 수 있습니다.
이 방법은 다이오드가 초기 비균형 상태에서 평형 상태로 돌아갈 때 capacitance transient 의 변화와 관련된 것을 모니터링합니다. 방출 과정이 빠르기 때문에 capacitance transient 는 신호가 작고 노이즈가 많습니다. 방출 과정을 늦추기 위해 샘플을 냉각합니다. 일반적으로 30 K에서 상온(300 K) 이상의 범위에서 여러 가지 cryostats 를 사용할 수 있습니다. 샘플의 냉각 결과, 더 긴 capacitance transient 변화가 발생합니다. Lock-in 평균화 기술을 통해 온도의 함수로 특정 방출 속도에서 발생하는 Peak를 감지합니다. 다양한 주파수에서 방출을 찾고 관련된 peak의 온도를 모니터링하여 트랩의 활성화 에너지를 추정하는 Arrhenius plot을 생성할 수 있습니다. 펄스 폭을 변화시켜 capture cross section을 정확하게 측정할 수 있습니다.
direct transient 기록 옵션을 사용하면 단일 온도 스캔에서 전체 Arrhenius plot을 추출할 수 있으므로 샘플 측정 시간을 크게 단축할 수 있습니다.