Уральский НИИ метрологии — филиал ВНИИМ им. Д.И. Менделеева (Росстандарт) провел усовершенствование метрологического обеспечения измерений, востребованных производителями полупроводниковых устройств. Ученые провели испытания в целях утверждения типа установки для измерений удельного поверхностного (слоевого) электрического сопротивления (УПЭС) полупроводниковых материалов (№ 87896-2023 в ФОЕИ). Для этого уральские метрологи разработали новые импортозамещающие стандартные образцы.
УПЭС — один из важнейших параметров, определяемых при контроле электрофизических характеристик полупроводниковых материалов, в том числе кремния монокристаллического как наиболее распространенного из полупроводниковых материалов. Он широко используется для производства микропроцессоров, чипов памяти, фотодиодов, солнечных батарей. Без монокристаллического кремния фактически невозможен выпуск разнообразных электронных бытовых устройств, работу которых обеспечивают полупроводниковые микросхемы, а также передовых вооружений, оснащенных высокоточной электроникой.
Принадлежащая компании «Элма-Малахит» (Москва, Зеленоград) установка реализует вихретоковый метод измерений УПЭС. Он бесконтактный и неразрушающий – в отличие от метода Холла, который ранее применялся на предприятии и предусматривал разрушение пластин исследуемых полупроводниковых материалов, что делало анализ дорогостоящим. Для испытаний установки в целях утверждения типа и последующего метрологического обеспечения ее работы уральские метрологи создали новые стандартные образцы (СО), которые прежде в России отсутствовали. Это набор из двух типов СО кремния монокристаллического с аттестованным значением УПЭС на квадрат поверхности в диапазоне от 140 до 200 Ом и от 1800 до 2200 Ом (ГСО 11966-2022/11967-2022). Аттестованные значения УПЭС были установлены на эталоне удельного электрического сопротивления и удельного поверхностного сопротивления, функционирующем в УНИИМ.
«Созданные стандартные образцы являются удобным, мобильным средством метрологического обеспечения измерений УПЭС различных полупроводниковых материалов, предназначенным для поверки и калибровки средств измерений; установления и контроля стабильности градуировочной (калибровочной) характеристики средств измерений УПЭС; испытаний средств измерений УПЭС, в том числе в целях утверждения типа; контроля точности результатов измерений и аттестации методик измерений УПЭС четырехзондовым методом и другими методами неразрушающего контроля», — рассказали в лаборатории химических и физических методов метрологической аттестации стандартных образцов УНИИМ.