برآورد غلظت دوپینگ در مواد نیمه هادی برای درک خواص الکتریکی و بهینه سازی عملکرد دستگاه ضروری است. چندین روش عملی در دسترس است، هر کدام با مزایا و محدودیت های بسته به نوع خاص نرم افزار و مواد.

تکنیک های اندازه گیری برق

روش های الکتریکی یکی از رایج ترین روش های برآورد دوپینگ هستند.آنها شامل اندازه گیری خواص الکتریکی نیمه هادی، مانند هدایت، هال یا خازن هستند.این اندازه گیری ها می توانند اطلاعات مستقیم در مورد تمرکز حامل و تحرک ارائه دهند.

اندازه گیری اثر هال به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد زیرا به طور مستقیم نوع حامل و غلظت را تعیین می کند.این شامل استفاده از یک میدان مغناطیسی و اندازه گیری ولتاژ حاصل از پرداخت به جریان فعلی است. این روش برای هر دو نوع n و مواد p-type موثر است.

روش های شخصیتی سازی نوری

تکنیک های نوری راه های غیر مخربی برای برآورد سطوح دوپینگ ارائه می دهند. روش های مشترک شامل نور عکس، طیفوسکوپی جذب و رامن طیفوسکوپی است.این روش ها تجزیه و تحلیل می کنند که چگونه مواد با نور ارتباط برقرار می کنند، که با غلظت دوپینگ متفاوت است.

به عنوان مثال، طیفوسکوپی Raman می تواند تغییرات در حالت های ارتعاشی ناشی از دوپینگ را تشخیص دهد و تخمینی از سطوح اشباع را ارائه دهد.این تکنیک ها برای فیلم های نازک و ساختارهای نانو مفید هستند که در آن تماس های الکتریکی به چالش کشیده می شوند.

رویکردهای تحلیلی و Empirical

مدل های تحلیلی و فرمول های تجربی نیز برای برآورد غلظت دوپینگ بر اساس پارامترهای قابل اندازه گیری استفاده می شوند.این شامل پروفایل خازن-voltage و طیف گسترده یون ثانویه (SIMS) است.

پروفایل Capacitance-voltage (C-V) شامل اندازه گیری خازن اتصال نیمه هادی در ولتاژ های مختلف برای تعیین پروفایل دوپینگ است. SIMS تجزیه و تحلیل مستقیم شیمیایی با پراکنده کردن سطح و تجزیه و تحلیل یون های ejected را فراهم می کند، ارائه داده های غلظت دقیق.

  • اندازه گیری اثر هال
  • Raman اسپوسکوپی
  • پروفایل های Capacitance-voltage
  • طیف گسترده ای از یون ثانویه