本發(fā)明涉及一種銦鎵合金作為代汞物在氧化層固定電荷測試中的方法，屬于集成電路、分立器件等制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著制造業(yè)給人們帶來舒適、便捷的同時，環(huán)境保護(hù)一直是人們倡導(dǎo)綠色生活的前提。在半導(dǎo)體制程中，汞作為電極被應(yīng)用于測試sio2-si界面附近的固定電荷環(huán)節(jié)上面。汞對水質(zhì)、土壤極易造成污染，同時在常溫下即可蒸發(fā)形成汞蒸氣，積累在皮膚、呼吸道當(dāng)中，對人的身體健康造成傷害。為此，我們尋求一種可以替代汞作為金屬電極的物質(zhì)，用來檢測sio2-si界面附近的固定電荷。

在本發(fā)明作出以前，如圖1所示，常用的固定電荷檢測裝置如下：

現(xiàn)行裝置：壓桿抬起，將表面生長有sio2層的一側(cè)朝向臺盤放置，開啟真空吸附；硅襯底一面將與壓桿所帶電極接觸，面向下的sio2層表面與汞電極接觸。當(dāng)壓桿壓下時，可以在預(yù)定的偏置電壓下完成一次c-v掃描測試。

不足之處在于：

1、汞的使用會對環(huán)境造成污染。

2、汞在使用過程中存在與人體接觸的風(fēng)險，會對操作者造成傷害。

3、操作臺盤上有時會有汞珠泄露，污染設(shè)備。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種銦鎵合金作為代汞物在氧化層固定電荷測試中的方法，可以完全替代汞，同時確保測試的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案為：一種銦鎵合金作為代汞物在氧化層固定電荷測試中的方法，所述方法包括以下步驟：

步驟一：將固體單晶銦和鎵按照一定配比放在石墨坩堝內(nèi)進(jìn)行加溫熔制；

步驟二：熔制過程中使用石英棒適當(dāng)攪拌直至形成銦和鎵的合金；

步驟三：停止加熱，待銦鎵合金物冷卻至室溫后，將其裝入密閉不透光容器內(nèi)保存；

步驟四：選擇n型摻雜襯底，晶向＜100＞的硅材料片，在si表面生長一層sio2層；

步驟五：將生長有sio2層的一面向上放置在金屬臺盤上，硅襯底一面與金屬臺盤接觸，開啟真空吸附；

步驟六：使用毛細(xì)吸管從密閉容器中獲取銦鎵合金，并在sio2層表面制作一個金屬電極；

步驟七：旋下金屬探針桿，使探針與銦鎵合金良好接觸；

步驟八：在預(yù)定的偏置電壓下進(jìn)行掃描，得到c-v測試結(jié)果。

優(yōu)選地，步驟一種的加熱溫度為140~150℃，熔制時間2~3分鐘。

優(yōu)選地，步驟五中的真空范圍為（0.4~0.6）bar。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明改變了以往一貫使用汞作為金屬電極材料的思路，采用銦鎵合金金屬電極材料，可有效杜絕汞對環(huán)境、人體的影響、傷害。

附圖說明

圖1為常用的固定電荷檢測裝置的工作示意圖。

圖2為固定電荷(qf)在sio2-si界面的分布位置圖。

具體實施方式

以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

本發(fā)明涉及一種銦鎵合金作為代汞物在氧化層固定電荷測試中的方法，銦鎵合金是由銦和鎵組成的二元合金，具有合金熔點(diǎn)低，導(dǎo)熱導(dǎo)電性能好、可塑性強(qiáng)、制取方便無污染等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于測量儀表中的代汞物、金屬涂層、電子工業(yè)、溫度測控等領(lǐng)域，所以我們選擇銦鎵合金作為代汞物應(yīng)用于氧化層固定電荷的測試。

所述方法包括以下步驟：

步驟一：首先穿戴好防護(hù)用品。將固體單晶銦和鎵按照1:3的質(zhì)量配比放在石墨坩堝內(nèi)，使用熱板在通風(fēng)柜內(nèi)加溫熔制。

步驟二：熱板溫度控制在140~150℃，熔制時間約2~3分鐘，熔制過程中使用石英棒適當(dāng)攪拌直至形成銦和鎵的合金。

步驟三：關(guān)閉熱板電源，待銦鎵合金物冷卻至室溫后，將其裝入棕色密閉瓶內(nèi)保存。

步驟四：取下防護(hù)用品，將工夾具整理歸位。

步驟五：選擇n型摻雜襯底，晶向＜100＞的硅材料片，在si表面生長一層1500?的sio2層。

步驟六：將生長有sio2層的一面向上放置在金屬臺盤上，硅襯底一面與金屬臺盤接觸，開啟真空吸附，真空范圍（0.4~0.6）bar。

步驟七：使用毛細(xì)吸管從密閉瓶中獲取銦鎵合金，并在sio2層表面制作一個金屬電極。

步驟八：旋下金屬探針桿，使探針與銦鎵合金良好接觸。

步驟九：在預(yù)定的偏置電壓下進(jìn)行掃描，得到c-v測試結(jié)果，其中固定電荷(qf)在sio2-si界面的分布位置如圖2所示。

采用上述測試方法后，與現(xiàn)有汞材料的測試結(jié)果對比如下：

*說明：由于sio2-si界面附近固定氧化層電荷的影響，使得c-v曲線橫向移動，得到平帶電壓vfb(0)。表中將使用銦鎵合金材料與使用汞材料的測試結(jié)果進(jìn)行比較，偏差值維持在0.212~0.314v。故取0.3v為補(bǔ)償值，將汞材料替代為銦鎵合金材料使用。

除上述實施例外，本發(fā)明還包括有其他實施方式，凡采用等同變換或者等效替換方式形成的技術(shù)方案，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種銦鎵合金作為代汞物在氧化層固定電荷測試中的方法，所述方法包括以下步驟：1、將固體單晶銦和鎵按照一定配比放在石墨坩堝內(nèi)進(jìn)行加溫熔制；2、熔制過程中使用石英棒適當(dāng)攪拌直至形成銦和鎵的合金；3、停止加熱，待銦鎵合金物冷卻至室溫后，將其裝入密閉不透光容器內(nèi)保存；4、選擇N型摻雜襯底，晶向＜100＞的硅材料片，在Si表面生長一層SiO2層；5、將生長有SiO2層的一面向上放置在金屬臺盤上，硅襯底一面與金屬臺盤接觸，開啟真空吸附；6、使用毛細(xì)吸管從密閉容器中獲取銦鎵合金，并在SiO2層表面制作一個金屬電極；7、旋下金屬探針桿，使探針與銦鎵合金良好接觸；8、在預(yù)定的偏置電壓下進(jìn)行掃描，得到C?V測試結(jié)果。

技術(shù)研發(fā)人員：石堅;龔宇科;孫斌;李建立;潘偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江陰新順微電子有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.03.25
技術(shù)公布日：2017.07.25