JPS63300972A - Ｐ−ｎ判定器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、シリコンウェハーやシリコン単結晶棒のＰ−
Ｎ判定を簡単且つ確実に行う事の出来るＰ−Ｎ判定器の
改良に関する。

（従来技術とその問題点） 従来のＰ−Ｎ判定器（＾２．コ・・・）は、シリコン単
結晶に第１接触子（ＴＩ）である金属ビンをポイント接
触させ、同時に第２接触子（Ｔ、）をオーミックコンタ
クトさせた時に発生するショットキー効果を利用したも
ので、整流式、熱電式、ホール効果を利用した方式など
各種のものが有り、それぞれの特徴に応じて使い分けが
なされている。第４図は整流式Ｐ−Ｎ判定器（＾２）の
原理図で、交流電源（Ｄ）から導出され、被測定物（１
）に接触する第１接触子（Ｔ、）と、被測定物（１）に
オーミックコンタクト状に接触する第２接触子（Ｔ２）
と、第１接触子（Ｔ＋＞と第２接触子（Ｔｚ）との間で
通電した時の整流方向を検出する整流方向検出器（Ｓ＞
とで構成されているものである。ポイント接触する第１
接触子（Ｔ＋＞は例えばダイオード特性の発現しやすい
ステンレス針を用い、第２接触子（Ｔ２）にはオーミッ
クコンタクトになりやすい例えばオスミウムが用いられ
、面接触となっている。このような状態の下で交流電源
（Ｄ）にて第１、第２接触子（Ｔ、）間に通電すると第
１接触子（Ｔ、）のポイント接触部分にてダイオード特
性による整流効果が生まれ、この整流方向を検出するこ
とにより、被測定物（１）がＰ型かＮ型か判定する事が
出来るのである。第５図は熱電方式Ｐ−Ｎ判定器（＾、
）で、被測定物（１）に熱を加えて第１接触子（Ｔ＋）
と第２接触子（Ｔ、）との間で熱起電力効果を発生させ
、その熱起電力の方向を検出してＰ型かＮｆｉかを判定
する方式である。（Ｈ）はヒータコイルである。前者は
１００Ω−Ｃ−〜ＩＯＫΩ−ａｍ程度の高抵抗率のもの
の測定に適し、後者は数―Ω−ｅｌｌ〜１００Ω−ｃｍ
１程度の低抵抗率のものの測定に適する。

さて、このような従来のＰ−Ｎ判定器（＾７１．・・・
）では、 ■第２接触子（Ｔ２）と被測定物（１）との間にオーミ
ックコンタクトを必要とするが、被測定物（１）の表面
に薄いが絶縁性が高く接触抵抗の大きい酸化皮膜があり
、安定なオーミックコンタクトを得る事が意外に困難で
有った事。

■絶縁皮膜を破るために接触圧力を高める必要があるが
、被測定物け）がシリコンウェハーのようなものでは破
損する恐れが高く、余り高い接触圧力を加える事が出来
ず、再現性が不安定であった。

■逆に、シリコン単結晶棒のような場合は大きな接触圧
力を加える事が出来るが、接触圧力が大きすぎるとポイ
ント接触の部分がオーミックコンタクトになってしまい
、逆に測定不可能になる。

■従って、ポイント接触部分の接触圧力は１０〜５０ｇ
程度の範囲になければならないが、この条件出しが非常
に困難且つ再現性に欠けると言う欠点があった。

この点を数値で説明すると、通常のダイオ−トノ４　合
ハ（Ｖｆ）＝　０．７Ｖ程度、（Ｖｒ）＝数ｔｏｖ”ｒ
その差が非常に大きく、何等かの原因により接触電気抵
抗により（Ｖｆ）の値が加算されたとしてもなお十分な
電圧差があり、明瞭な整流効果が得らる。これに対して
従来のＰ−Ｎ判定器（＾７，３・・・）では（ｖｒ）＝
０６２ｖ程度、（Ｖｒ）＝５Ｖ程度であってその差が小
さく、例えば酸化皮膜の接触抵抗が５にΩで交流電流が
１情＾の場合は； ５にΩ×１−＾＝５Ｖと言う事になり、（Ｖｆ）＝　５
　＋　０．２＝　５．２（Ｔ／）　＃　５　Ｖ（Ｖｒ）
と言う事になり、測定結果が不安定になる。

又、ＩＯＫΩの場合は； １０にΩ×１請＾＝１０ｖと言う事になり、（Ｖｆ）＝
　ｉｏ＋　ｏ、ｚ＝＋　１０．２（Ｖ）＞　５　Ｖ（Ｖ
ｒ）と言う事になり、測定不能と言う結果になる。

従って、従来のＰ−Ｎ判定器（＾７．コ・・・）では測
定条件が非常に厳しく、接触抵抗いかんによっては安定
性を欠く事になった。

（発明の目的） 本発明の目的とするところは、このような条件設定が非
常に困難であり、再現性に欠け、微妙なＰ−Ｎ判定を掻
く簡単でしかも再現性・安定性が非常に高いＰ−Ｎ判定
器を提供するにある。

（問題解決の手段） 前記目的を達成するため、第１発明では；■交流電源（
Ｄ）から導出され、オーミックコンタクト状に被測定物
（１）に接触する第１接触子（Ｔ１）と、 ■交流電源（Ｄ）に接続せる金属体（１４）にオーミッ
クコンタクト状に保持され、被測定物（１）と同一材料
にて構成され且つＰ型又はＮ型のいずれかである事が判
別している第２接触子（Ｔ２）と、■第１接触子（Ｔ、
）と第２接触子（Ｔ、）との間で通電した時の整流方向
を検出する整流方向検出器＜Ｓ＞とでＰ−Ｎ判定器＜Ａ
Ｉ）を構成し、 第２発明では； ■交流電源（Ｄｐ＞　（Ｏｎ）から導出され、オーミッ
クコンタクト状に被測定物（１）に接触する第１接触子
（Ｔ、）と、 ■交流電源（Ｄｐ）に接続せるＰ型側金属体（Ｎｐ）に
オーミックコンタクト状に保持され、被測定物（１）と
同一材料にて構成され且つＰ型である事が判明している
Ｐ型接触子（Ｔｐ）と、 ■交流電源（Ｏｎ）に接続せるＮ型側金属体（Ｎｎ）に
オーミックコンタクト状に保持され、被測定物（１）と
同一材料にて構成され且つＮ型である事が判明している
Ｎ型接触子（Ｔｏ）と、 ■第１接触子（Ｔ１）とＰ型接触子（丁ｐ）及び第１接
触子（Ｔ、）とＮ型接触子（’ｒｎ）との間で通電した
時の整流方向をそれぞれ検出する整流方向検出器（Ｓｐ
）（Ｓｎ）とでＰ−Ｎ判定器（＾１）を構成する。

；と言う技術的手段を採用している。

（作　　用） 第１発明では、 ■第１接触子（Ｔ、）と第２接触子（Ｔ２）とを被測定
物（１）に接触させる。

■このような状態の下で交流電源（Ｄ）にて第１接触子
（Ｔ、）と第２接触子（Ｔ２）との間に通電する。

■すると金属体（Ｍ）と、被測定物（１）と同一材料で
構成されている第２接触子（Ｔ、）との間が完全なオー
ミックコンタクト状態を呈し、且つ、第２接触子（Ｔ、
）と被測定物（１）とが同一材料であるためにオーミッ
クコンタクトが得られ易く、通常のダイオードと同様の
ダイオード特性による整流効果が生まれ、正確な整流方
向の検出が可能となる。

第２発明も同様で、 ■第１接触子（Ｔ＋）、Ｐ型接触子（Ｔｐ）及びＮ型接
触子（Ｔｎ）を被測定物（１）に接触させ・る。

■このような状態の下で交流電源（Ｄｐ）（Ｄｎ）にて
第１接触子（Ｔ−）とＰ型接触子（Ｔｐ）とのｔｍ及び
第１接触子（Ｔ＋）とＮ型接触子（Ｔｎ）間にそれぞれ
通電する。

■するとＰ型、Ｎ型側金属体（Ｎｐ）（Ｎｎ）と、被測
定物（１）と同一材料で構成されているＰ型接触子（Ｔ
ｐ）及びＮ型接触子（Ｔｎ）との間が完全なオーミック
コンタクト状態を呈し、且つ、Ｐ型及びＮ型接触子（Ｔ
ｐ）　（Ｔｎ）と被測定物（１）とが同一材料であるた
めにオーミックコンタクトが得られ易く、通常のダイオ
ードと同様のダイオード特性による整流効果が生まれ、
正確な整流方向の検出が可能となる。

■この場合はＰ型及びＮ型接触子（Ｔｐ）（Ｔｎ）を同
時に用いているために１度の測定で被測定物（１）がＰ
型かＮ型か判定出来る事になる。

（実　施　例） 以下、本発明を図示実施例に従って詳述する。

第１図は第２発明の第１実施例の外画斜視図、第２図は
その原理図、第３図は第１発明の原理図である。第１発
明は接触子が１対であり、構成もほぼ第２発明と同じで
有るため、第２発明を中心に説明する。軸受け（６）に
は２本のアーム状の金属体（Ｎｐ）（Ｍｎ）が回動自在
番こ支持されており、その先端に形成された挟持溝（２
）に導電性ゴム（３）を介してＰ型接触子（Ｔｐ）とＮ
型接触子（Ｔｎ）とがそれぞれ挟持されている。導電性
ゴム（３）は接触子（Ｔｐ）　（Ｔｎ）の破損防止用で
ある。勿論、これに限られず、接触子（Ｔｐ）（１’ｎ
）の挟持部分の人血に金属鍍金を施し、より完全なオー
ミックコンタクトが得られるようにしても良い、アーム
状金属体０４ＩＪ）　（Ｍｎ）の側面には摺動清（４）
が長手方向に凹設されており、重錘（５）が摺動自在に
配設されており、ねじ固定されるようになっている。接
触子（丁ｐ）（Ｔｎ）は被測定物（１）と同一の材料、
例えば、被測定物（１）がシリコン単結晶棒の場合はシ
リコンウェハーを用い、Ｐ型又はＮ型のいずれか明確に
分かっているものを使用する。第ｉ！ＩＲ−触子（Ｔ＋
）は図示実施例では導′５１を性ゴムを使用しているが
、勿論これに限られず、従来のような針状のものでも良
い、１対の交流電源（Ｏｐ）　（Ｏｎ）の接続点に前記
第１接触子（Ｔ、）を接続し、図のように被測定物（１
）（この場合はシリコン単結晶棒であるが、勿論これに
限られない、）の下に敷く、Ｐ型接触子（Ｔｐ）及びＮ
型接触子（’ｒｎ）はそれぞれ交流電源（Ｄｐ）　（Ｏ
ｎ）に接続されており、接触子（Ｔｐ）　（Ｔｎ）と交
流電源（Ｄｐ）　（Ｏｎ）との接続コードに整流方向検
出器（Ｓｐ）（Ｓｎ）が並列接続されているものである
０両接触子（Ｔｐ）　（１°ｎ）は図のようにシリコン
単結晶棒の上に並べて載置され、重錘〈５）を移動させ
て負荷を調節し、然る後ねじ固定する。このように設定
した後、第１接触子（Ｔ、）とＰ型接触子（Ｔｐ）及び
第１接触子（Ｔ、）とＮを接触子（Ｔｎ）の間に交流電
流を流し、整流方向を検出し、被測定物（１）がＰ型か
Ｎ型か又は羊結晶でないためにそのいずれでもないかな
どを判定する。

第１発明は接触子（Ｔ＋）（Ｔｎ）が第１と第２の一対
であり、第２接触子（Ｔ２）を交換して測定する事によ
り、Ｐ型かＮ型か又は単結晶でないためにそのいずれで
もないかなどを判定する。尚、１度の測定では被測定物
（１）がＰ（Ｎ）型でない時は逆のＮ（Ｐ）型かそれと
も噴結晶でないかと言う事になる。

（効　　果） 第１発明は叙上のように、オーミックコンタクト状に交
流電源から再出され、被測定物に接触する第１接触子と
、交流電源に接続せる金成体辷オーミックコンタクト状
に保持され、被測定物と同一材料にて構成され且つＰ型
又はＮ型のいずれかである事が判別している第２接触子
と、第１接触子と第２接触子との間で通電した時の整流
方向を検出する整流方向検出器とで構成されているので
、オーミックコンタクトが完全に得られ、その結果通常
のダイオードと同様のダイオード特性が保証され、安定
且つ確実なＰ−Ｎ判定が可能となり、第２発明は交流電
源から導出され、オーミックコンタクト状に被測定物に
接触する第１接触子と、交流電源に接続せるＰ型側金属
体にオーミックコンタクト状に保持され、被測定物と同
一材料にて構成され且つＰ型である事が判明しているＰ
型接触子と、交流電源に接続せるＮ型側金属体にオーミ
ックコンタクト状に保持され、被測定物と同一材料にて
構成され且つＮ型である事が判明しているＮｆｆ１接触
子と、第１接触子とＰ型接触子及び第１接触子とＮｆｉ
接触子との間で通電した時の整流方向をそれぞれ検出す
る整流方向検出器とで構成されているので、前述のよう
な安定且つ確実なＰ−Ｎ判定は勿論の事、１度の測定で
正確なＰ−Ｎ判定が可能になると言う利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図・・・第２発明の１実施例の斜視図、第２図・・
・第２発明の原理図、 第３図・・・第１判定の原理図、 第４図・・・従来の整流式Ｐ−Ｎ判定器の原理図、第５
図・・・従来の熱電式Ｐ−Ｎ判定器の原理図。 （八−）・・・本発明のＰ−Ｎ判定器 （＾鵞）（＾、）・・・従来のＰ−Ｎ判定器（Ｄ）（Ｄ
ｐ）（Ｄｎ）・・・交流電源（）Ｉ）・・・ヒータコイ
ル　　（Ｍ）・・・金属体（Ｎｐ）・・・Ｐ型側金属体
　（Ｍｎ）・・・Ｎ型側金属体（Ｓ）　（Ｓｐ）（Ｓｏ
）・・・整流方向検出器（Ｔ１〉・・・第１接触子　　
（Ｔ２）・・・第２接触子（Ｔｐ）・・・Ｐ型接触子　
　（Ｔｎ）・・・Ｎ型接触子り１）・・・被測定物　　
　（２）・・・挟持溝（３）・・・導電性ゴム　　　（
４）・・・ＷＪ動溝（５）・・・重ｎ　　　　　　（６
）・・・軸受は発明者　細用　理彰 発明者　小林　順−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流電源から導出され、オーミックコンタクト状
   に被測定物に接触する第１接触子と、交流電源に接続せ
   る金属体にオーミックコンタクト状に保持され、被測定
   物と同一材単結晶棒にて構成され且つＰ型又はＮ型のい
   ずれかである事が判別している第２接触子と、第１接触
   子と第２接触子との間で通電した時の整流方向を検出す
   る整流方向検出器とで構成された事を特徴とするＰ−Ｎ
   判定器。
2. （２）交流電源から導出され、オーミックコンタクト状
   に被測定物に接触する第１接触子と、交流電源に接続せ
   るＰ型側金属体にオーミックコンタクト状に保持され、
   被測定物と同一材料にて構成され且つＰ型である事が判
   明しているＰ型接触子と、交流電源に接続せるＮ型側金
   属体にオーミックコンタクト状に保持され、被測定物と
   同一材料にて構成され且つＮ型である事が判明している
   Ｎ型接触子と、第１接触子とＰ型接触子及び第１接触子
   とＮ型接触子との間で通電した時の整流方向をそれぞれ
   検出する整流方向検出器とで構成された事を特徴とする
   Ｐ−Ｎ判定器。