पारा जांच

पारा जांच एक विद्युत जांच उपकरण है जो विद्युत लक्षण वर्णन के लिए एक नमूने के लिए तेजी से, गैर-विनाशकारी संपर्क बनाता है। इसका प्राथमिक अनुप्रयोग सेमीकंडक्टर माप है जहां अन्यथा समय लेने वाली धातुकरण या फोटोलिथोग्राफिक प्रसंस्करण के लिए एक नमूने से संपर्क करने की आवश्यकता होती है। इन प्रसंस्करण चरणों में आमतौर पर घंटों लगते हैं और डिवाइस प्रसंस्करण समय को कम करने के लिए जहां संभव हो वहां से बचा जाना चाहिए।

पारा जांच एक फ्लैट नमूने के लिए अच्छी तरह से परिभाषित क्षेत्रों के पारा संपर्कों को लागू करती है। पारा-नमूना संपर्कों की प्रकृति और पारा जांच से जुड़े उपकरण आवेदन को परिभाषित करते हैं। यदि पारा-नमूना संपर्क ओमिक (गैर-संशोधित) है तो विद्युत प्रतिरोध, रिसाव धाराओं, या वर्तमान-वोल्टेज विशेषताओं को मापने के लिए वर्तमान-वोल्टेज उपकरण का उपयोग किया जा सकता है। प्रतिरोध को थोक नमूनों या पतली फिल्मों पर मापा जा सकता है। पतली फिल्मों को किसी भी सामग्री से बनाया जा सकता है जो पारे के साथ प्रतिक्रिया नहीं करती है। धातु, अर्धचालक, आक्साइड, और रासायनिक कोटिंग्स सभी को सफलतापूर्वक मापा गया है।

अनुप्रयोग
पारा जांच संचालन, इन्सुलेट और अर्धचालक सामग्री के मापदंडों की जांच के लिए एक बहुमुखी उपकरण है।

पहले सफल पारा जांच अनुप्रयोगों में से एक सिलिकॉन पर उगाई जाने वाली epitaxial परतों का लक्षण वर्णन था। डोपिंग (सेमीकंडक्टर) स्तर और एपिटैक्सियल परत की मोटाई की निगरानी के लिए डिवाइस के प्रदर्शन के लिए यह महत्वपूर्ण है। पारा जांच से पहले, एक नमूने को धातुकरण प्रक्रिया से गुजरना पड़ता था, जिसमें घंटों लग सकते थे। कैपेसिटेंस-वोल्टेज डोपिंग प्रोफाइल इंस्ट्रूमेंटेशन से जुड़ी एक पारा जांच एपिटैक्सियल रिएक्टर से बाहर आते ही एक एपिटैक्सियल परत को माप सकती है। पारा जांच ने अच्छी तरह से परिभाषित क्षेत्र के एक शॉटकी बाधा का गठन किया जिसे आसानी से पारंपरिक धातुयुक्त संपर्क के रूप में मापा जा सकता है।

इसकी गति के लिए लोकप्रिय एक अन्य पारा जांच अनुप्रयोग ऑक्साइड लक्षण वर्णन है। पारा जांच एक दरवाज़ा  संपर्क बनाती है और पारा-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर संरचना के समाई-वोल्टेज या वर्तमान-वोल्टेज मापदंडों के माप को सक्षम करती है। इस उपकरण का उपयोग करते हुए, परावैद्युतांक, डोपिंग, ऑक्साइड चार्ज और डाइइलेक्ट्रिक स्ट्रेंथ जैसे भौतिक मापदंडों का मूल्यांकन किया जा सकता है। अर्धचालक पर टिकी पारे की छोटी बूंद के संपर्क क्षेत्र को इलेक्ट्रोवेटिंग द्वारा संशोधित किया जा सकता है, जिसका अर्थ है कि सटीक पैरामीटर निष्कर्षण को इस प्रभाव को ध्यान में रखना पड़ सकता है।

कंसेंट्रिक डॉट और रिंग कॉन्टैक्ट्स के साथ-साथ एक बैक कॉन्टैक्ट के साथ एक मरकरी जांच इंसुलेटर (SOI) संरचनाओं पर सिलिकॉन के लिए पारा जांच अनुप्रयोगों का विस्तार करती है, जहां एक छद्म-MOSFET डिवाइस बनता है। इस Hg-FET का उपयोग गतिशीलता, इंटरफ़ेस ट्रैप घनत्व और transconductance का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है।

परावैद्युत पदार्थ की पारगम्यता और मोटाई की निगरानी के लिए समान पारा-नमूना संरचनाओं को कैपेसिटेंस-वोल्टेज इंस्ट्रूमेंटेशन से मापा जा सकता है। ये माप लो-के और हाई-के दोनों प्रकार के उपन्यास डाइलेक्ट्रिक्स के विकास के लिए एक सुविधाजनक गेज हैं।

यदि पारा-नमूना संपर्क सुधार कर रहा है तो एक डायोड बन गया है और अन्य माप संभावनाएं प्रदान करता है। डायोड के करंट-वोल्टेज माप से अर्धचालक के गुणों जैसे ब्रेकडाउन वोल्टेज और जीवनकाल का पता चल सकता है। कैपेसिटेंस-वोल्टेज माप अर्धचालक डोपिंग स्तर और एकरूपता की गणना की अनुमति देते हैं। ये माप SiC, GaAs, GaN, InP, कैडमियम सल्फाइड और InSb सहित कई सामग्रियों पर सफलतापूर्वक बनाए गए हैं।