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Procéda et dispositif pour l'examen de,corps semi-conducteurs.
L'invention est relative à un procédé et à un dispo- sitif pour examiner des corps semi-conducteurs, en particulier ceux utilisés en grandes quantités pour la fabrication de dis- positifs semi-conducteurs tels que les transistors ou les diodes à cristal. Les fissures ou fêlures se produisant parfois dans ces corps sont difficilement perceptibles. Lorsqu'on utilise un corps présentant de tels défauts, pour fabriquer par exemple un transistor, les propriétés électriques de ce dernier sont généralement affectées et le produit final est inutilisable.
L'invention facilite la détection de tels défauts dans les corps semi-conducteurs. Pour déceler ces défauts, il est
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connu de décaper les corps et d'examiner leur surface au mis- croscope, mais ce procédé prend beaucoup de temps.
L'invention ropose sur l'idée que, particulièrement lorsque le matériau semi-conducteur est de composition isotrope, la résistivité, mesurée suivant au moins deux directions, donne des résultats différents lorsque le corps comporte un défaut! mécanique tel qu'ur.e fêlure. Si le corps est de composition anisotrope, les résultats peuvent différer même avec un corps sans défaut, mais on peut alors déceler le défaut en tenant compte de l'effet de l'anisotropie.
L'invention est relative à un procédé pour déceler les défauts mécaniques dans un corps semi-conducteur; elle est prin- cipalement caractérisée en ce que la résistance de ces corps est déterminée dans au moins deux directions et en ce que les corps pour lesquels la différence des résultats dépasse un montant prédéterminé sont séparés des autres. Ledit montant peut être déterminé à l'aide d'une méthode empirique.
Ces corps sont souvent discoldaux ou en forme de pla- quettes, c'est-à-dire que leur épaisseur est constante et que les dimensions dans des directions perpendiculaires à l'épais- seur, telles que le diamètre ou la longueur et la largeur sont grandes vis-à-vis de l'épaisseur. Dans ce cas, selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les mesures sont effectuées à l'aida de contacts appliqués contre la tranche des disques ou plaquettes.
Un procédé convenant particulièrement bien pour mesurer la résistivité consiste à appliquer quatre contacts contre la tranche des corps discoldaux ou plaquettes, à faire passer un courant par deux d'entre eux et à mesurer la tension aux deux autres contacts, après quoi on commute la source de courant et l'instrument de mesure de la tension de sorte que l'on mesure la résistance suivant deux directions.
Ce procédé consiste donc à déterminer la résistance sui-
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vant deux directions, d'une manière qui a été proposée par van der Pauw, Rev. techn. Philips, tome 20 (1958) n 8, pages 234-238. Ce procédé permet de déterminer la résistivité de disques ou plaquettes de forme quelconque, mais il ne tient pas compte de l'éventualité de défauts mécaniques dans les disques.
Par déterminer la résistance., on n'entend pas seulement ici déterminer cette valeur exprimée en unités usuelles mais cette expression englobe toute méthode qui détermine une valeur repré- sentative de la réels tance ot qui permet de constater des dif- férences de résistance suivant deux directions.
De plus, la méthode décrite permet de détecter beaucoup de défauts mécaniques dans les corps semi-conducteurs, mais non pas tous. Il est concevable qu'un tel défaut, par exemple une petite fêlure, soit orienté symétriquement par rapport aux directions de mesure, de sorte que les mesurer fournissent le même résultat, en dépit du défaut. Le défaut passerait alors inaperçu.
L'invention sera maintenant décrite plus en détail en se référant à quelques exemples de réalisation qui sont illus- trés par le dessin ci-annexé.
Toutes les figures représentent schématiquement en plan un petit disque semi-conducteur avec des contacts appliqués con- tre sa tranche et un circuit de mesure.
Dans un mode de réalisation simple de l'invention, un disque semi-conducteur 1, par exemple en germanium ou en sili- cium, d'un diamètre de quelques millimètres, est saisi d'abord dans une direction entre deux contacts 2 et 3 (voir la Fig. la) puis dans une direction sensiblement perpendiculaire à la pre- mière (voir la fig.lb) . Ces contacts sont reliés à un circuit comprenant une source de courant 4 et un instrument de mesure 5.
Le disque 1 comporte une fêlure 6, dont la présence va provoquer une grande différence des mesures.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention,les
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contacts qui s'appuient contre la tranche des disques peuvent être utilisée pour supporter le cristal, en particulier quand ils sont au moins au nombre de trois.
Des mesures analogues peuvent être effectuées à l'aide de trois contacts 7, 8 et 9, comme il est indiqué sur les Figs. 2a, 2b et 2c ; la résistance est alors mesurée dans trois directions en conservant les mêmes contacts, ce qui permet de signaler un défaut lorsque les résultats diffèrent d'un montant prédéterminé par voie empirique.
On peut déterminer d'une façon particulièrement simple la résistivité de petits disques et la présence de défauts mécani- que., en procédant à deux reprises à la mesure proposée par van der Pauw de la résistance suivant deux directions.
A cet effet, un disque ou plaquette de matière semi-con- ductrice, par exemple de force carrée, est saisi aux bords entre quatre contacts 10, 11, 12 et 13. Entre les contacts 10 et 11 on connecte une source de courant 4 qui fait passer un courant I, et entre les contacts 12 et 13 on mesure une diffé- rence de tension V (voir la fig.3a). Lorsque le disque 1 est symétrique par rapport à la droite reliant les contacts 11 et 12 et que las contacts 10 et 13 sont également symétriques par rapport à ladite droite,la résistivité de la matière semi-con- ductrice est égale à
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étant l'épaisseur du disque. En général, les disques ou pla- quettes ronds, carrés ou rectangulaires, utilisée dans* la technique satisfont à ladite condition de symétrie.
Si, après commutation du circuit de tension des contacte 10 et 11 aux contacts 10 et 12 et du circuit de mesure des con- tacts 12 et 13 aux contacts 11 et 13 (voir la fig.3b), on mesure la résistance dans une autre direction, la différence des ré-
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sulfate des mesures fournit une indication de l'importance de la fêlure éventuelle 6.
On peut déterminer de la même manière des disques dont les bords sont endommagés.
Pour les disques dont la forme ne satisfait pas les con- ditions de symétrie ci-dessus énoncées, la résistivité peut être également déterminée par la méthode décrite par van der Pauw, mais dans ce cas, le calcul est moins simple.
L'invention est également relative au dispositif destiné à la mise en oeuvre du procède décrit.