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헤비도핑(heavy doping)된 실리콘과 열전쌍을 이루도록 전도성 다이아몬드가 외부에 적층된 다이아몬드 열전탐침;상기 열전탐침에 교류전기를 인가하여 열전쌍 접점부를 국소 가열하는 교류전원;상기 열전쌍 접점부에서 발생하는 온도변동(ΔTjunc)에 의해 열전전압(ΔVtip)을 측정하도록 상기 열전쌍 탐침에 연결된 제1 전압측정장치; 및상기 다이아몬드 박막과 반도체 샘플에 연결되어 열전전압(ΔVtip-sample)을 측정하여 반도체 표면의 열전계수를 도출하는 제2 전압측정장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체의 불순물농도 측정장치
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제1항에 있어서, 상기 전도성 다이아몬드 탐침은, 헤비도핑(heavy doping)된 원추형 실리콘;상기 실리콘의 단부를 제외한 외면에 적층된 부도체인 이산화규소(SiO2) 박막; 및상기 이산화규소 박막과 상기 실리콘 단부의 외부에 적층되며 탐침의 첨단을 이루는 다이아몬드 박막; 으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체의 불순물농도 측정장치
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전도성 다이아몬드박막이 적층되어 있는 열전쌍 탐침을 샘플표면에 접촉시켜 나노단위의 접점을 형성시킨 후, 상기 탐침의 열전쌍에 교류전류를 가하여 열전쌍 접점부를 국소적으로 발열시키는 제1 단계;상기 발열에 의한 열전쌍 접점부의 온도변동(ΔTjunc)으로 발생된 열전전압(ΔVtip)을 제1 전압측정장치로 측정한 후, 상기 열전전압(ΔVtip) 및 실리콘과 다이아몬드간의 열전계수(Ssi-dia)를 이용하여 탐침첨단의 온도변동(ΔTtip)을 산출하는 제2 단계;상기 전도성 다이아몬드박막의 첨단과 반도체 샘플표면사이에 형성된 탐침접점의 열전전압(ΔVtip-sample)을 제2 전압측정장치로 측정한 후, 상기 열전전압(ΔVtip-sample)과 온도변동(ΔTtip)을 이용하여 다이아몬드 박막과 샘플표면의 열전계수 차이(Sdia-sub)를 산출하는 제3 단계; 및상기 열전계수(Sdia-sub)를 이용하여 샘플표면의 열전계수(Ssample)를 산출한 후, 상기 산출된 열전계수(Ssample)로부터 반도체의 불순물농도를 정량적으로 분석하는 제4 단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체의 불순물농도 측정방법
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제3항에 있어서, 상기 제2 단계에서의 열전전압(ΔVtip)은 측정된 열전전압에서 주파수ω의 구동전압을 분리하여 산출된 제벡효과(Seebeck effect)로 발생한 주파수 2ω의 열전전압인 것을 특징으로 하는 반도체의 불순물농도 측정방법
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제3항에 있어서, 상기 제2 단계에서 실리콘과 다이아몬드 박막간의 열전계수(Ssi-dia)는 실험에 의하여 구하는 것을 특징으로 하는 반도체의 불순물농도 측정방법
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제3항에 있어서, 상기 제2 단계에서 실리콘과 다이아몬드 박막간의 열전계수(Ssi-dia)는 하기의 수학식에 의하여 구하는 것을 특징으로 하는 반도체의 불순물농도 측정방법
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제6항에 있어서, 상기 실리콘의 열전계수(Ssi)와 다이아몬드 박막의 열전계수(Sdia)는 각각 불순물의 농도 및 종류에 따라 하기의 수학식에 의하여 구하는 것을 특징으로 하는 반도체의 불순물농도 측정방법
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제7항에 있어서, 상기 Sn과 Sp는 하기 수학식에 의하여 구하는 것을 특징으로 하는 반도체의 불순물농도 측정방법
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제3항에 있어서, 상기 제2 단계에서 탐침첨단의 온도변동(ΔTtip)은 하기의 수학식에 의하여 구하는 것을 특징으로 하는 반도체의 불순물농도 측정방법
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제3항에 있어서, 상기 제3 단계에서의 열전전압(ΔVtip-sample)은 측정된 열전전압에서 주파수ω의 구동전압을 분리하여 산출된 제벡효과(Seebeck effect)로 발생한 주파수 2ω의 열전전압인 것을 특징으로 하는 반도체의 불순물농도 측정방법
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제3항에 있어서, 상기 제3 단계에서 다이아몬드 박막과 샘플표면간의 열전계수(Sdia-sample)는 하기 수학식에 의하여 구하는 것을 특징으로 하는 반도체의 불순물농도 측정방법
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제3항에 있어서, 상기 제4 단계에서 샘플표면의 열전계수(Ssample)는 산출된 열전계수(Sdia-sample)에서 다이아몬드박막의 열전계수(Sdia)를 분리함으로써 얻는 것을 특징으로 하는 반도체의 불순물농도 측정방법
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