【国家标准(GB)】 硅外延层堆垛层错密度测定干涉相衬显微镜法

中华人民共和国国家标准
硅外延层堆垛层错密度测定
干涉相衬显微镜法
Test method for stacking fault density of epitaxial layersof silicon by interference-contrast microscopy1主题内容与适用范围
GB/T14145-93
本标雅规定了使用干涉相衬显微镜非破坏性测量硅外延层堆垛层错密度的方法。本标准适用于硅外延层厚度不小于3um、外延层晶向偏离（111)晶面或(100)晶面角度较小的试样的堆垛层错密度测量。当堆垛层错密度超过15000cm-2或当外延层晶向与（111)晶面或（100)晶面偏离角度较大时，测量精度将有所降低。2引用标准
GB2828逐批检查计数抽样程序及抽样表（适用于连续批的检查）3方法提要bZxz.net
用干涉相衬显微镜，根据物体表面微小的高度差或倾斜，呈现出不同明暗衬度或色衬度而显示无明显光吸收的硅表面的精细结构，以一个合适的放大倍数观察外延生长表面9个规定测量位置上的堆垛层错数。在每个测量位置上，对所观察到的层错，包括单条直线、不完整多边形及完整多边形进行计数。测量显微镜的视场直径，从9个测量位置上测得的层错数的总和及显微镜的视场直径可计算出试样的外延层堆垛层错的密度。
4测量仪器
4.1干涉相衬显微镜，物镜8～40×，目镜10×左右，带刻度的X-Y载物台，刻度精确到0.5mm。4.2测微标尺，1mm长，最小分度0.01mm；5mm长，最小分度0.05mm。4.3螺旋测微计或游标卡尺，精确到0.1mm。5试验样品
5.1测量试样的选取
从一批硅外延片中按GB2828计数抽样方案或商定的方案抽取试样。5.2参比样品的选取
5.2.1在干涉相衬显微镜下观察未腐蚀过的有堆垛层错的硅外延片，从中选取参比样品。5.2.2按检测步骤6.2.1～6.2.7条，一片至少测5次。计算该片层错密度的平均值及相对标准偏差。5.2.3将相对标准偏差不大于25%的硅外延片作为参比样品，供校对使用。5.2.4重复以上步骤，使得对于每种晶向、每个十进制位的堆垛层错密度至少收集到一个参比样品。国家技术监督局1993-02-06批准188
1993-10-01实施
6检测步骤
6.1显微镜的校准
GB/T 14145—93
6.1.1每次测量开始前或每测50片试样，按检测步骤6.2.1~~6.2.7条选用与被测试样估计层错密度数量级相同的一块或几块参比样品核对层错密度，以此检查显微镜的光学系统调节是否正常。6.1.2如果所测参比样品的层错密度与其已知值的偏差小于75%，则认为显微镜状态调节良好。如果偏差不小于75%，则停止测量，对显微镜的光学系统进行调整，直到其符合测量要求为止。6.2测量
6.2.1将待测试样放在显微镜的载物台上。6.2.2将显微镜聚焦并调节到最大衬度。6.2.3按观察到的层错图形确定试样的晶向并作记录。6.2.4测量试样直径，精确到0.1mm。按平均直径确定计数位置。6.2.5选择显微镜计数用的放大倍数。6.2.5.1以100~~200×的总放大倍数扫描每个计数区，各计数区的位置参见下图。视场中心应与每个规定测量位置中心对准到士2 mm以内。?
注：边缘3mm不包括在内。
主参考面
试样表面9个测量位置的分布图
6.2.5.2选择合适的放大倍数。如果在多数测量位置上，视场内层错数在4~~100之间，则放大倍数选择合适。
6.2.5.3如果在多数测量位置上，视场内的层错数大于100，则提高放大倍数（最高到400×），重新计数。
6.2.5.4如果在多数测量位置上视场内的层错数不大于4，则降低放大倍数（最低到80×），重新计数。6.2.5.5记录所用的放大倍数。
6.2.6在试样的9个规定测量位置上，用一个相同的放大倍数测定层错数，并作记录。6.2.7用测微标尺测量所用放大倍数下显微镜视场的直径（d），并作记录。当d≤1mm时，精确到0.01 mm;当d>1 mm时,精确到0.05mm。注：用本方法观层错遇到困难时，建议用化学腐蚀法显示外延层堆垛层错，然后再用显微镜观，进行比较。189
7 测量结果计算
GB/T 14145--93
7.1计算试样9个量位置上层错数的总和。7.2按下式计算试样堆垛层错的密度：NsF = 14. 15
式中：NsF试样层堆垛层错密度，cm-2，三n。-—-9个规定测量位置上视场内层错数的总和；d~--显微镜视场的直径,mm。
8精密度
本方法单个实验室测量的精密度为土30%（R2S），多个实验室测量的精密度为士60%（R2S）。9试验报告
报告应包括以下内容：
试样编号；
试样每个测量位置上视场内的层错数；试样的晶向，
显微镜的放大倍数；
显微镜的视场直径，mm；
试样堆垛层错密度的计算结果，cm~2本标推编号：
检测单位、检测者及检测日期。树加说明：
本标准由中国有色金属工业总公司提出。本标准由上海有色金属研究所负责起草。本标准主要起草人林敏敏、夏锦禄。190
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