【国家标准(GB)】 硅晶体中间隙氧含量径向变化测量方法

中华人民共和国国家标准
硅晶体中间隙氧含量径向变化
测量方法
Test method for determination of radialinterstitial oxygen variation in silicon1主题内容与适用范围
本标准规定了硅晶体中间隙氧含量径向变化的测量方法，GB/T 14144-93
本标准适用于室温电阻率大于0.12·Cm的硅晶体中间隙氧含量径向变化的测量。测量范围为3.5×1015at，cm-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GB/T14143300～900μm硅片间隙氧含量红外吸收测量方法3方法提要
根据待测硅晶体的生长工艺特点，在四种测量点选取方案中选择一种适用的方案。在规定的测量位置，按GB1557或GB/T14143规定的方法测定硅中间隙氧含量，并将其值代入计算公式，求出间隙氧含量径向百分变化。
4测量仪器
4.1红外光谱仪。仪器分辩率小于5cm-1。4.2样品架。具备按选点方案要求作测量位置调整的功能，其光栏孔径为中5～8mm。4.3厚度测量仪。精度优于2μm。4.4标准平面平晶。
4.578K低温测量装置。
5试样要求
5.1试样厚度约为2mm或0.3~0.9mm。当间隙氧含量低于1×1017at·cm-3时可选用厚度约为5 mm或10mm的硅片。
5.2试样经双面机械抛光或化学抛光（仅适用于单晶），表面呈镜面，无桔皮状皱纹和凹坑。厚度为0.3~0.9mm的试样表面应符合GB/T14143中5.1~5.2条的规定。5.3试样在测量光栏孔径范围内，平整度应不大于2.2μm。5.4作差别法测量的试样，其测量位置的厚度与参比样品的厚度差小于0.5%。5.5仲裁测量的试样需经双面机械抛光。6测量点选取方案
6.1方案A
国家技术监督局1993-02-06批准306
1993-10-01实施
6.1.1测量点位置见图1。
GB/T 14144—93
图1方案A测量点位置
10.0±1.0mm
6.1.2试样上选两个测量点（一个中心点和一个边缘点）。6.1.3中心点的位置，选在任意两条至少成45°相交的直径的交点上，偏离试样中心不大于1.0mm。6.1.4边缘缴点的位置，应避开主参考面，选在与主参考面垂直或平行的直径上，距边续10.0±1.0mm。6.1.5边缘点处存在副参考面时，同边缘未被副参考面截掉一样确定距边缘位置。6.2方案B
该方案有两种方法可供选择，测量点位置见图2。R12±1.0mm
6.2.1 方案 B - 1
图2方案B测量点位置
6.2.1.1试样上选三个测量点（一个中心点和两个边缘点）。6.2.1.2中心点的选定方法同6.1.3条。10.0±1.0mm
GB/T 14144—93
6.2.1.3两个边缘点的中心位置，选在与主参考面平行的直径上，距两边缘10.0±1.0mm。6.2.1.4边缘点处存在副参考面时，选取方法同6.1.5条。6.2.2方案 B - 2
6.2.2.1试样上选五个测量点（-个中心点，两个边缘点和两个二分之一半径处测量点）。6.2.2.2中心点的选取方法同6.1.3条：6.2.2.3两个边缘点的选取方法同6.1.4~6.1.5条。6.2.2.两个二分之一一半径处测量点的位置，选在与主参考面平行的直径上且与中心点对称的R/2±1.0mm处（R为试样的半径）。6.3方案C
6.3.1 测量点位置见图 3 。
6.3.2试样上选五个测量点（--个中心点和四个边缘点）。6.3.3中心点的选取方法同6.1.3条。6.3.4四个边缘点的位置，分别选在两条相互垂直的直径上，距各边缘10.0±1.0mm。其中边缘点1和点3所在的直径与主参考面垂直平分线的夹角为30°Umn
图3方案C测量点位置
6.4方案D
6.4. 1 测量点位置见图 4 。
6..2根据试样直径大小选取不同数目的测量点（一个中心点和多个等间距点）。6.4.3中心点的选取方法同6。1.3条。6.4.4各等间距点的位置，选在与主参考面平行无副参考面一侧的半径上，从距边缘10.0±1.0mm的第·一点起，以10mm的间距，依次到距试样中心小于10mm不能再选取为止。308
7 测量步骤
10.0±1.0mm
GB/T 14144—93
10.0±1.0mm
图4方案D测量点位置
了.1按选取方案确定试样测量点的位置。在不妨碍测量的情况下可在表面做上记号，以便重复测置。7.2把试样放入样品架，将测量点位置调整到光栏中心。7.3按GB1557第5章测量程序测定间隙氧含量。7.4在测量过程中，测量条件和仪器参数应保持不变。7.5作为仲裁测量，需重复测量三次。8 测量结果计算
8.1根据选取方案，按下列公式计算间隙氧含量径向百分变化（ROV）8.1.1方案 A计算方法：
A[O].- N(O]E
式中：N【O)。——中心点间愿氧含量，at·cm\3N［O]e—边缘点间隙氧含量，at·cm23。8.1.2方案B-1计算方法：
式中：N［O}g—
N(o].'- Nro)e.
-两边缘点间隙氧含量的平均值，at·cm3。8.1.8方案B-2计算方法：
ROV按公式（2）、（3）计算，取其中的大值。ROV-N[O)-N(OR/?
式中：N［O]R/2-——两个二分之一半径处间隙氧含量的平均值，at·cm3。8.1.4方案C计算方法
ROV按公式（2）计算，其中N（O)e为四个边缘点间隙氧含量的平均值。(1)
8.1.5方案D计算方法
式中：N【O]max
N(O]min-
GB/T 14144-93
N(O) max - NO) min
Nro]。wwW.bzxz.Net
各点间隙氧含量的最大值，at·cm3；一各点间隙氧含量的最小值，at·cm23。8.2仲裁测量时，取三次重复测量的间隙氧含量径向变化平均值。ROV-
9精密度
（4）
本方法单个实验室测量精密度：当ROV小于6的时为±15%（RIS)，当ROV不小于6时为±3%（RIS）。多个实验室测量精密度：当ROV小于6时为±20%（RIS)，当ROV不小于6的时为±5%（RIS）。本方法精密度值是选用九个硅单晶试样经过五个实验室巡回测量得出的。10试验报告
10.1试验报告应包括以下内容：间隙氧含量径向百分变化；
各测量点间隙氧含量；
测量点选取方案：
测量方法：
试样数量，编号和来源，
试样状况（厚度、直径、型号、晶向和表面状态)；f.
测试仪器型号、选用参数和样品架的光栏孔径；g.
本标准编号，
测试单位、测试者和测试日期。f.
附加说明：
本标准由中国有色金属工业总公司提出。本标准由中国科学院上海治金研究所、蛾媚半导体材料研究所负责起草。本标准主要起草人培新、陈永同、梁洪、颐为芳。本标准等效采用ASTMF951一85《间隙氧含量径向变化测试方法》标准。310
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