【国家标准(GB)】 300？900 UM 硅片间隙氧含量红外吸收测量方法

中华人民共和国国家标准
300~～900μm硅片间隙氧含量
红外吸收测量方法
300-~900 μm Silicon slices—Measuringof interstitial oxygen content-Infrared absorption method
主题内容与适用范围
GB/T 14143-93
本标准规定了用红外吸收法测定厚度为300~~900μm的硅片间隙氧含量的方法。本标准适用于室温电阻率大于0.1α·cm的硅片间隙氧含量的测量。测量范围为3×1016atcm-3至间隙氧在硅中的最大固溶度。2引用标准
GB1557硅晶体中间隙氧含量的红外吸收测量方法。3方法原理
本方法借助于硅单晶中氧含量与硅-氧键在1107cm-1(9.033μm）处吸收系数间的关系，用红外光谱仪测定1107cm-1处吸收系数来确定300～900μm硅片中间隙氧含量。4 测量仪器
4.1付里叶变换红外光谱仪或双光束红外分光光度计，仪器在1107cm-1处的分辨率小于5cm-1。4.2样品架。具有调整功能，通光孔径为～0mm。4.3厚度测量仪，精度小于2μm。5试样要求
5.1试样
5.1.1试样测试部位厚度偏差应小于0.5%。5.1.2试样在1300～~1000cm-1范围的透射特性应符合附录A的规定。5.1.3对于仲裁测量，试样在1300~1000cm-1范围基线透过率不低于30%。5.2参比样品
5.2.1参比样品氧含量应小于5×1015at·cm-3,可以从高真空多次区熔制得的硅单晶中选取。5.2.2参比样品与试样应具有相同的透射特性，厚度差小于0.5%。6测量步骤
6.1选取通光孔径为6～10mm的样品架。6.2对双光束红外分光光度计，测量程序参照GB1557中的5.2条，如有必要可适当减慢测量速度。国技术监督局1993-02-06批准
1993-10-01实施
GB/T 14143—93
6.3对付里叶变换红外光谱仪扫描次数不少于64次。6.4用差别法获得1300～1000cm-1范围的光谱，得1107cm-1处硅-氧键吸收带，并保证其半宽度为32~35cm~1，半宽度确定方法见GB1557的5.2.4条规定。6.5重复测量三次，取其平均值。7测量结果计算
7.1．吸收系数α的计算：
αα/(1+ F)
α = (1/d)ln(To/T)
式中：α和α-
T。和T-
修正前后的吸收系数，cm-1；
一基线和峰值处相应透过率，%；-试样厚度，cm；
一修正因子。
7.1.1对于双面抛光厚度为300~900um的试样，吸收系数α的修正因子F可由附录B查得。7.1.2对于非双面抛光试样，F=0。7.2氧含量的计算：
N(O) = 3. 14 × 1017 · α
式中：N(O)
8精密度
一氧含量,at· cm-3
（3）Www.bzxZ.net
该方法单-实验室测量精密度为土4%(R1S)，多个实验室测量精密度为士8%(R1S）。本方法的精密度数值是9个试样经5个实验室用室温差别法循环测量得出的。9试验报告
试验报告应包括以下内容：
氧含量；
计算的氧吸收系数；
参比样品编号和厚度：
试样表面情况，
试样测量位置：，
测试仪器型号及测量参数；
本标准编号；
测试单位、测试者和测试日期。303
14143-93
附录A
300～900um硅片在1300～900cm-1范围的透射特性与表面粗糙度关系曲线（补充件）
单面抛光或双面研磨试样由于表面散射的影响，透过率降低。表面散射的影响程度与表面粗糙度直接相关，图A1为不同粒度金刚砂研磨硅片的透射特性。只要测量试样透过率不低于图A1中(f)曲线，即可采用本标准测量氧含量。
b.单抛（303寸：
c.单抛（303）
(%)最指浆
d，双磨（303号）
e：双磨（303）
f.单抛（302）
名．双磨（302号）
波数(cm\\）
图A1300~~900μm硅片1300~900cm-1范围透射特性与表面粗糙度关系曲线注：括号内数字为非抛光面研磨的金刚砂型号。附录B
吸收系数修正因子F
（补充件）
对于双面抛光厚度为300～900μm的硅试样，在考虑红外辐射在试样内部的多次反射时，垂直透过率为：
T/T。= e-α
在不考虑多次反射时，T/T。的近似表达式为：1— R2e2agd
1- Re-2(a+ag)a
T/T。= e-dd
由式(B1)，(B2)相减得：
（B1）
（B2）
GB/T14143-93
α' = a + ln(Re-a)
1 - R3e-27,d
式中：α和α——修正前后吸收系数，cm-1αg—晶格吸收系数，cm-1
d——试样厚度，cm;
R——反射率,%。
α=,得 F～α修正曲线(见图
取R=0.2995;h=0.8cm-1,由计算机计算获得(α—α)/α,令F=B1)。
附加说明：
a'(cm-1)
图B1F～α修正曲线
本标准由中国有色金属工业总公司提出。本标准由机械电子工业部第四十六研究所负责起草。本标准主要起草人何秀坤、李光平、王琴、谢重木。3.7
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