利用太赫兹光谱提取半导体掺杂层参数
作者:
作者单位:

上海师范大学 信息与机电工程学院,上海 201418

作者简介:

郭小玮(2005-),女,在读本科生,主要研究方向为太赫兹与红外光谱应用.email:2717611500@qq.com.
张 芮(2003-),女,学士,主要研究方向为图像处理.
夏钱成(2004-),男,在读本科生,主要研究方向为图像处理与分析.
黄 慧(1981-),女,博士,副教授,主要研究方向为图像处理与分析、目标检测和模式识别、太赫兹波谱数据分析.

通讯作者:

黄慧(1981-),女,博士,副教授,主要研究方向为图像处理与分析、目标检测和模式识别、太赫兹波谱数据分析. email:huanghui@shnu.edu.cn

基金项目:

国家自然科学青年基金资助项目(61501297)

伦理声明:



Parameter extraction of semiconductor doping layer using terahertz spectrum
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Affiliation:

College of Information,Mechanical and Electrical Engineering,Shanghai Normal University,Shanghai 201418,China

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    摘要:

    半导体产业作为信息技术的基石,其核心工艺之一是对本征半导体晶圆表面进行掺杂,以制备出高性能的半导体光电子器件和集成电路。为提升生产效率并确保器件质量,亟需开发一种快捷、非接触且无损伤的掺杂层厚度及掺杂浓度参数的提取技术。本文提出一种利用法布里-珀罗谐振光谱计算半导体晶圆掺杂层厚度和掺杂浓度的方法,该方法基于电磁波散射矩阵理论,对半导体晶圆的太赫兹透射、反射和吸收光谱进行高效数值计算。通过构建掺杂层厚度和掺杂浓度与法布里-珀罗谐振光谱之间的关联模型,为拟合实验光谱、高精度提取掺杂参数提供了理论基础。该方法有望为半导体制造领域的质量控制和工艺优化提供一种高效、无损的检测手段。

    Abstract:

    As the cornerstone of information technology, the semiconductor industry relies on doping the surface of intrinsic semiconductor wafers as one of its core processes to fabricate high-performance optoelectronic devices and integrated circuits. To improve production efficiency and ensure device quality, there is an urgent need to develop a rapid, non-contact, and non-destructive technique for extracting doping layer thickness and doping concentration parameters. This paper proposes a method that utilizes Fabry-Perot resonance spectroscopy to calculate the doping layer thickness and doping concentration of semiconductor wafers. Based on electromagnetic wave scattering matrix theory, this method enables efficient numerical calculations of the terahertz transmission, reflection, and absorption spectra of semiconductor wafers. By constructing a correlation model between doping layer thickness, doping concentration, and Fabry-Perot resonance spectra, it provides a theoretical foundation for fitting experimental spectra and extracting doping parameters with high precision. This method is expected to offer an efficient, non-destructive detection means for quality control and process optimization in semiconductor manufacturing.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

郭小玮,张芮,夏钱成,等.利用太赫兹光谱提取半导体掺杂层参数[J].太赫兹科学与电子信息学报,2026,24(8):926~931. DOI:10.11805/TKYDA2025047.
Guo Xiaowei, Zhang Rui, Xia Qiancheng, et al. Parameter extraction of semiconductor doping layer using terahertz spectrum[J]. Journal of Terahertz Science and Electronic Information,2026,24(8):926-931. DOI:10.11805/TKYDA2025047.

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  • 收稿日期:2025-02-25
  • 最后修改日期:2025-07-07
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  • 在线发布日期: 2026-09-03
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