紅外吸收法測定硅單晶中氧和碳的測試方法與工藝(編輯修改稿)
2025-02-12 16:43 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 05cm 處的分辨率小于 5cm 。） ? （ 2）低溫測量裝置。 ? （ 3）千分尺，精度 . ? （ 4)被測試樣架和參比樣品架。 ? 試樣制備： ? （ 1）測試試樣 ? 1）試樣切?。◤念^部?。⒀心?，試樣的厚度偏差小于10μm。 ? 2）拋光：機械拋光或化學(xué)拋光，使兩表面均呈鏡面。 ? 3）在 試樣測量部位，兩表面的平整度均不大于 μm. ? 4）試樣測量部位試驗的厚度差均不大于 10 μm。 ? 5）氧含量大于或等于 1 的試樣厚度約為 2mm。氧含量 小于 1 的試樣厚度約為 10mm。 ? （ 2）參比樣的制備方法同上，要求參比樣品與待測試樣品的厚度差小于 %。 ： （ 1）選擇方法： [O] ≥ 1 的試樣，用空氣參考法或差別法；含量 [O] ≤ 1 的試樣 ,采用差別。 具體操作步驟： 1）分別在試樣光束和參考比光束中安放樣品架，通光孔徑為直徑 5～ 10mm. 2）調(diào)整透過率 0%和 100%. 3) 放置在樣品架上分別放置待測樣品和參考樣品（空氣參考法不需放）。 4）雙光束紅外分光光度計要調(diào)整掃描速度、時間常數(shù)、狹縫寬度和增益等儀器參數(shù)。在 1105cm處作半峰寬。如圖所示 。 5）在 1300 ～ 1000cm范圍內(nèi)掃描，得到 1105cm處的硅 氧吸收帶。 6）吸收峰（ T0T)小于 5%時，應(yīng)采用低溫測量。 7）采用 78K測量時，峰值位于 (）處，半峰寬為 20cm。 8）重復(fù)測量三次，取結(jié)果的平均值。 ? 測量結(jié)果的計算：將測量值代入 計算吸收系數(shù) 。 ? 氧含量的計算： ? 精確度：單個實驗室為177。 2%，多個實驗室測試為177。 3%。 測試的影響因素： （ 1）在氧吸收譜帶位置有一個硅晶格吸收振動譜帶，參考樣品與待測樣品的厚度小于 177。 %，以避免晶格吸收的影響。 （ 2）由于氧吸收譜帶與硅晶格吸收譜帶都會隨樣品溫度的改變而改變，因此測試期間光譜儀樣品室的溫度恒定為27℃ 177。 5 ℃ 。 （ 3）電阻率低于 1 n型硅單晶和電阻率 低于 3 p型硅單晶中的 自由載流子 吸收比較嚴(yán)重，因此保證參考樣品的電阻率盡量一致 。 （ 4）電阻率低于 n型硅單晶和電阻率 低于 p型硅單晶中的 自由載流子 吸收會使大多數(shù)光譜儀難以獲得滿意的能量。 （ 5） 沉淀氧濃度 較高時，其在 1230cm或 1073cm處的吸收譜帶可能會導(dǎo)致間隙氧濃度的測量誤差。 （ 6） 300K時，硅中間隙氧吸收帶的半峰寬應(yīng)為 32cm。寬較大時會導(dǎo)致誤差。 ? 四、我國測試硅晶體中替位碳含量的標(biāo)準(zhǔn)方法 ? 測試方法與范圍： ? （ 1）紅外吸收法：利用紅外光譜進(jìn)行定性定量分析的方法 ? （ 2）范圍：適用于室溫電阻大于 ，載流子濃度小于 5 。測量范圍為 :室溫下 1 至最大固溶度。 77K時下限降為 5 。 ? 測試原理：用紅外光譜儀測定 SiC鍵在 （ )處的吸收系數(shù)來確定硅晶體中替位碳的
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