【国家标准(GB)】 硅外延层晶体完整性检验方法 腐蚀法

UDC669.782
中华人民共和国国家标准
GB/T1414293
硅外延层晶体完整性检验方法
腐蚀法
Test method for crystallographic per-fection of epitaxial layers in silicon by etching techniques1993-02-06发布
1993-10-01实施
国家技术监督局发布
中华人民共和国国家标准
硅外层晶体完释性检验方法
腐蚀法
Test method for crystallog-
raphic perfection of epitaxial layersin silicon by etching techniques1主题内容与适用范围
GB/T 1414293
本标准规定了用化学腐蚀显示，并用金相显微镜检验硅外延层晶体缺陷的方法本标推适用于硅外延层中堆垛层错和位错密度测圾。硅外延层原度应大于2u：满量范所为0-lc o0ocm\
2方法提要
用骼酸，氢酸混合液腐蚀试样，硅外延层晶体缺陷被优先腐蚀。用显微镜观案试样腐蚀表面，可观察到缺陷特征并对缺陷计数。
3试剂
3. 1 三氧化铬,纯度大于 98%。3.2氢氟酸(p1. 15g/mL)。
3.3水电阻率不小于5M·cm(25℃)。3.4铬酸溶液 A,称取 50g 三氧化铬溶于水中,稀释到 100mL。3.5铬酸溶液 B,称取 75g三氧化铬溶于水中,稀释到 1000mL。3. 6 sirtl 腐蚀液,氢氟酸 铬酸溶液 A=1 1 1(体积比)混合液。3. 7 schimmel 腐蚀液,氢氧酸 : 铬酸溶被 B一2 ~ 1(体积比)混合液。3. 8薄层腐蚀液,氢氟酸:铬酸溶液B ：水一4= 2:3(体积比)混合液。4测量仗器
4.1金相显微镜：带有刻度的x-载物台，读数分辨率0.1mm。物镜10~40×，目镜10~12.5×。4.2耐氢瓶酸的氟塑料、聚乙烯或聚丙烯烧杯、滴管和疑子。5试验样品
5.1抽样方案及试样数量由供需效方商定。6 检验步骤
6.1显微镜视场面积的选择，
6. 1. 1.检测层错密度时选用显微镜视场面积 1 ~ 2. 5mm*,放大倍数大于 80× .标尺的最小刻度图豪技术监督局1993-02-06批准1993-10-01实瓶
GB/T14142—93
6. 1.2检测位错密度时选用微镜视易面积 0.1~~心.2mm,放大倍数大于 200×，标尺的最小刻度0.01mm.
6.2腐蚀液的选择：
6. 2. 1 (111)面缺降腐蚀显示用 sirtl 腐蚀液(3. 6)或 sehimriel 腐蚀液(3. 7),6.2. 2(100)面缺胖腐蚀显示用 schinrnel 腐蚀液(3.7)。6-2.3电阻率小于0.2ncm的薄层外延片使用薄层腐蚀液（3.8)。注，如果操作待别谨慎,则可检测厚度为0. 5~~2. 0m的外延层层错密度。6.3腐蚀时间：使用新鲜腐蚀液检测层错密度腐蚀30~60s，检测位错密度腐蚀1~~5min。根据外延层厚度情况，为充分显示缺陷特征、准确计数，可适当增加或减少腐蚀时间。6.4腐蚀：把试样的外延面朝土放置于耐氢瓶酸烧杯内，加入腐蚀液，使腐蚀滤高出试样表面约2.5cm。腐蚀层厚度不得超过外延层厚度的2/3。6.5将腐蚀后的腐蚀液倒入度酸槽内，并迅速用水将试样冲洗干净。6.6用干燥过滤空气或无有机物的氮气将试样吹干。6. 7 用显微镜按图 1 所示的位置观察试样表面。参奇标记
搬考标记
图1试样表面上记数方位
如果腐蚀太薄，或未出现蚀坑，则腐蚀时间应加长，同时监控外延层厚度。6. 7. 1九点法:用显微镜载物台的移位标尺测量外延片直径,接照图1所示位置,即中心一个规场，半径处四个视场，距离边缘！处四个视场（硅片直径大于50.8mm，1取直径的7%，硅片直径小于2
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50.8mm.1联直径的5%+1mm>共9个视场位测量缺陷密度。6. 7.2 垂直带扫法:层错密度小于 10cm-,位错密度小于 100cm-*的外延片用垂直带扫法,按照图 1中虚线所示位聋测量缺陷密度，带两端距离外延片边缘尺寸为（16.B检测的典型缺陷特征照片见图2~图7。图2层错（111)
位错（111）
带宽度即视场直径(d)
层错（100)
位错(100)
7测量结果计算
层错和位错（111）
GE/T 14142—93
7. 1 九点法的平均缺陷度按公式(1)计算式中
平均缺陷密度，cm-7
视场面积,cm\;
第1个视场内的缺陷个数，个。
7.2垂直带扫法的平均缺陷密度按公式(2)计算：N
式中：N-
平均缺陷密度.cm-2
条带中缺陷总数，个
一另→条带中缺陷总数个
d—视场直径.cm
L——带长度，cm。
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7.3难以区分而又重叠的层错或位错蚀坑接一个计数。8 精密度
本方法单实验室测冠精密度为士30%(R1S).9试验报告
9.1试验报告应包括以下内容：
样品编号：
平均层错密度：
层错和位错（100）
平均位错密度，
测量使用的视场面积：
选择的腐蚀剂，腐蚀时间;
本标准编号：
测量单位,测量者和测量日期。
附加说明：
GB/T14142--93
本标准由中国有色金属工业总公司提出。本标准由峨帽半导体材料研究所负责起草。本标准主婆起草人赵庆贵、吴毅。
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