【电子行业标准(SJ)】 重掺砷化镓和磷化铟载流子浓度的红外反射测试方法

中华人民共和国机械电子工业部部标准重掺砷化和磷化铟载流子浓度的红外反射测试方法
主题内容与适用范围
SJ3248-89
本标准规定了红外反射法测量量掺砷化镓和磷化钢载流了浓度的测量原理、仪器设备、样品制备、测量步骤。结果计算和精度等。本标准适用于测量重掺砷化像和磷化铟单晶载流子浓度，也适用于测量外延层的载流子浓度。
测量浓度范围：
n-砷化：7.0×1016~10×1019cm-3P-碑化像：2.6×1018~1.3×1020cm*3n--磷化锅：7.0×1016~1.0×1019cm-32原理
在红外区，由于载流子的吸收作用，重掺半导体材料的反射光谱会出现极小值。此光谱波长极小值与载流子浓度具有对应关系，测得反射率光谱极小波长入min，并由经验公式计算载流子浓度。
3仪器及设备
3.1红外光谱仪
波长或波数扫描色散型双光束红外分光光度计或付里叶变换红外光谱仪。a.
波长范围2～100μm，如果波长范围较，则测量浓旗范围减小。按附录A中A1所定义的波长重复性至少为0.05μn。c.
d，按附录A中A2所定义的波长精密度至少为±0.05μm。e，在1000cm-1处，光谱分辨率不低于4cm~13.2仪器附件
反射测量附件入射角不人于30°。4样品制备
4.1体材料
4.1.1所测样品表面应磨抛，使其具有良好的光学表面，确保测量结果能反映材料内在性质。
4.1.2对比测量应在同部位进行，避免样品非均匀影响，当样品迁移率异常低时，对此测最结果可能是不一致的。
4.2其它材料
4.2.1对于外延片，片厚要求大于1μm中华人民共和国机械电于工业部1989-03-20批准1989-03-25实施
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5测试步骤：
5.1参照附录1中的11和12测适波长清变和承复生5.2将反射附件置入光路，做100%反射线测量，5.3如果全座标100%反射线峰谷值小于8%，测量结果是可接受的，否则应进行100%线透射测量或检查反射附件。
5.4按3.1中c、d、e要求设定最大扫描速度。5.5将材料种类和导电型号已知的试样置入样品架上。5.6记录反射光谱，它将出现两个反射率极小值R1，R2如图所示，短波长的和长波长的反射率极小值RI和R2的波长分别称为第-→（入minl）和第二（入min2）反射率极小处波长。
6 结果的计算
波数n(em-\)
确定入min示意图
根据试验所得到反射率与波数的曲线，由下式计算载流子浓度入=1/V.
N=（Aamin)B
式中：N-—载流子浓度（cm-3）；入——波长（μm）：
（2）
v——波数（cm=1）；
入min一反射率极小处所对应的波长（um），取入minl或入min2，由所测试材料及其导电类型决定，见表注。材
砷化像
碑化像
砷花缘
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表校定常数表
滋儿波长（m)
18.5-30,4
339-1000
25.0-1000
A、B—校定常数由表给出：
花：表中无·”者取第一反射率极小处波长（入minl）有“”者取第二反射率极小处波长（入min2)应用波长指入min所在的波长范围。7报告www.bzxz.net
报告内容如下：
测量条件；
材料和导电型号：
反射率极小处波长；
载流子浓度；
图示样品测或位置：
所使用仪器；
测量单位和日期；
测量者姓名。
校定常数A
5.803×10-11
2.405×10-*
1.188×10-3
2.592×10-*
5.566×10-1s
4.896×10-
3.784×10-
校定常数B
-2-606
-2-6371
8精度
载流子浓度在1017~1018cm-3范围时，n型砷化和磷化铟材料测量精密度为4%。3
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附录A
波长重复性与精度定义
（参考件）
A1波长重复性，在一给定波长范围对某一吸收或发射带重复性测量时，用每次测量值与平均测量值之差除以测量次数来表示，即：p
波长重复性=（「一刘）/n
（1）
入=（入：）n，为n次测量乎平均值，n为测量次数入为第i次波长测量值。式中：
A2波长精度，用某一吸收或发射带波长位置测量平均值与该带理论值的偏差表示，即：波长精度一±一入…
式中：入一为吸收带波长理论值。（2）
A3进行波长重复性或精度测量时，选择厚度为300～500μm聚苯乙烯膜为标样，并以3.303μm蜂为测量参考谱带，测量次数为10次，附加说明：
本标准由机械电子工业部第四十六研究所负贵起草本标准主要起草人：李光乎、何秀坤、王琴、郑驹、阎萍。
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