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1、中华 人 民共 和 国 国 家 标 准 重掺杂衬底上轻掺杂硅外延层 厚度的红外反射测量方法 G B / T 1 4 8 4 7 一 9 3 T e s t m e t h o d f o r t h i c k n e s s o f l i g h t l y d o p e d s i l i c o n e p i t a x i a l l a y e r s o n h e a v i l y d o p e d s i l i c o n s u b s t r a t e s b y i n f r a r e d r e f l e c t a n c e 1 主题内容与适用范
2、围 本标准规定了 重掺杂衬底上轻掺杂硅外延层厚度的红外反射测量方法。 本标准适用于衬底室温电 阻率小 于。 . 0 2 5 1 “ c 。和外延层室温电 阻率大于0 . 1 5 1 “ c m且外 延层厚 度大于2 p m的硅外延层厚度的测量。 2 引用标准 G B 6 3 7 9 测试方法的精密度通过实验室间试验确定标准测试方法的重复性和再现性 3 方法原理 衬底和外延层光学常数的差异导致试样反射光谱出 现连续极大极小光学干涉现象, 根据极值波长 外延层与衬底光学常数和入射角计算外延层厚度。 4 测量仪器 4 门红外光谱仪 411 付里叶变换红外光谱仪或双光束红外分光光度计 4 . 1 .
3、2 波长范围2 - 5 0 p m , 本法常用波长范围为6 -2 5 la m e 4 . 1 . 3 波长 重复性不大于。 . 0 5 k m . 4 . 1 . 4 波长 精度为1 0 . 0 5 p m a 4 . 2 仪器附件 4 . 2 . 1 和仪器相匹配的反射附件, 入射角不大于3 0 0 4 . 2 . 2 掩模由非反射材料制成, 透光孔径不大于8 m mo 5 试样要求 衬底和外延层导电类型及衬底电阻率应是已知的。 试样应具有良好的光学表面以保证高的反射率, 不应有大面积的钝化层。 正常工艺沉积的试样无需特殊处理。 515253 6 测量程序 6 . 1 光谱仪校准 国家技
4、术监督局1 9 9 3 - 1 2 一 2 4 批准 1 9 9 4 一 0 9 一 0 1实施 G B / T 1 4 8 4 7 一 9 3 6 . 1 . 1 用厚度为3 0 0 - 5 0 0 t a n 的聚苯乙烯膜做标样, 以标样的1 6 0 1 . 6 c m- 或6 4 8 . 9 c m - 峰为测量参 考峰, 按G B 6 3 7 9 所确定的仪器波长重复性和精度应分别满足4 . 1 . 3 条和4 . 1 . 4 条的要求 6 . 1 . 2 将反射附件置于光路中, 测量1 0 0 y , 线, 其峰谷值应小于8 0 0 0 6 . 2 测量条件选择 6 . 2 . 1
5、对光栅式红外分光光度计, 参照下列步骤选取最佳扫描速度。 6 . 2 . 1 . 1 选择一外延层厚度接近 1 0 p m的试样, 用仪器最慢扫描速度记录大于1 0 p m的极小值波长 6 . 2 . 1 . 2 分步增加扫描速度并记录每次所对应的极小值波长 6 . 2 . 1 . 3 最后选用的扫描速度和最慢扫描速度所记录的极值波长差应在士。1 j- 范围之内。 6 . 2 . 2 对付里叶 变换红外光谱仪所使用的分辨率应不低于4 c m - , 6 . 3 测量 6 . 3 . 1 将试样置于反射附件掩模孔上, 并使测量位置对准光束。 6 . 3 . 2获得一类似图 1 的反射光谱。若峰谷
6、振幅与噪音振幅比小于 5 , 则不能计算外延层厚度 1 0 .3 0 1 1 . 4 1 、 1 n 0 八级爷泳叼 波数t -, ) 图 1 典型耐, 卜 一 S i 试样的红外反射光谱 6 . 3 . 3 在极大值下面或极小值上面满刻度3 %处作水平线和反射光谱交于两点, 两点对应波长的平均 值即为极值波长。 7 测t结果计算 7 . 1 7 . 1 . 1 式中: 方法 1 由公式( 1 ) 确定各个极大值和极小值的级数 P z = + 0 5一 A A, / 2 二一A 9 . / 2 n 又 1 一 又 2 P 2 - A 。 处极值所对应的级数; A 2 极 值波长( A , A
7、, ) , p rn ; G B / T 1 4 8 4 7 一9 3 二 x , 和又 。 的级数差; 0 2 1 , 0 2 1 分别为A , A , 所对应的相移( 见表 1 和表2 ) 0 7 . 1 门. 1 若A : 为极大值, 则P : 计算值取整数, 否则取半整数, 其他极值所对应的级数可按图1 所T波 长增加级数 下 降的原则确定。 alK iu m n / n - S i 相移( 0 , o / 2 n ) 衬 底电 阻率( f 2 c m 0 . 00 1 0 . 0 02 0 . 0 0 3 0 .0 0 4 表 1 0 . 0 0 5 00 0 6 0 . 0 0 7
8、 0 . 0 0 8 0 . 0 0 9 0 . 0 1 0 0 . 0 1 2 0 . 0 1 4 0 . 0 1 6 0 . 0 1 8 0 . 0 2 0 0 . 02 9 0 .0 2 8 0 . 0 2 70 . 0 2 6 0 . 0 2 5 0 . 0 2 4 0 . 0 2 3 0 . 0 2 2 0 . 0 2 0 0 . 0 1 9 0 . 0 1 7 0 . 0 1 6 0 . 0 1 6 0 . 0 5 0 0. 0 4 7 00 . 0 4 3 00 . 0 3 9 0 . 0 3 8 0 . 0 3 6 0 . 0 3 4 0. 0 3 1 0 . 0 2 9 0
9、. 0 2 7 0 . 0 2 5 0 . 0 7 2 0. 0 6 4 00 . 0 6 0 0 . 0 5 7 0 .0 . 0 5 2 0 . 0 5 0 0 . 0 4 8 0 . 0 4 4 0 . 0 4 2 0 . 0 3 9 0 . 0 3 6 0 . 0 3 3 033061105 0 .1 82 0 . 0 9 9 0 . 0 8 3 0 . 0 78 0 . 0 7 5 0 . 0 7 1 00 . 0 6 4 0 . 0 6 1 0 . 0 5 9 0 . 0 5 4 0 . 0 5 1 0 . 0 4 7 0 . 0 4 3 0 . 0 4 0 : 0 . 1 3 7
10、 01 0 5 1 3 2 1 6 4 0 . 0 9 5 0 .0 9 0 0 . 0 8 4 00 . 07 5 00 . 0 6 9 0 . 0 6 3 0 . 0 5 9 0 . 0 5 5 )0 5 1 0 . 0 4 7 041055067079 0 . 1 1 5 0 0 . 3 1 80 . 1 3 7 0 0 .1 9 7 0 : 1 06 1 2 4 1 4 4 0 . 0 9 8 0 . 0 9 1 0 . 0 8 4 0:;:0 . 0 7 8 0 . 0 7 2 0 . 0 6 7 0 . 0 6 2 0 . 0 5 7 0 . 0 5 3 一 : 0 . 1 0 4
11、 0 . 0 9 7 0 . 0 9 2 0 . 0 8 7 0 . 0 8 0 0 . 0 7 4 0 . 0 6 9 0 . 0 6 4 0 . 0 5 9 0 .1 1 7 0 .1 0 9 0 .1 0 2 0 . 0 9 7 0 . 喇拼081086 082088095 089096104 0 . 2 26 00 . 16 6 0 . 1 46 0 . 1 3 1 0 . 1 2 1 0 . 1 1 3 0 1 0 7 1 1 7 1 2 7 1 3 8 1 5 0 0 . 0 8 2 0 . 07 5 0 . 0 7 0 0 . 0 6 5 183225258 0 .0. 0 7
12、6 0 氏以以众 0 . 36 8 0 .0 . 2 51 0 . 21 4 0 : 0 .1 3 4 0 .1 2 4 00 . 1 0 5 00 . 0 81 0 0 . 3 7 8 0 . 31 9 0 . 2 7 2 0 . 2 3 6 0 .0 .1 4 8 0 .1 3 6 00. 1 1 3 0 .0 . 0 8 7 0 0 . 1 1 1 0 . 1 01 0 . 09 3 0 0 . 11 9 0 . 1 0 8 0 . 09 9 0 . 0 91 酬101106 价(j121仲0135 乃1,OC曰nn 今口几口J冲亡J6门了。n ,土1,.11工,.,土 0 . 2 4
13、60. 1 9 6 0 . 1 77 0 .1 61 0 0165018302020219 188209229 0 . 3 8 7 0 . 3 3 3 0 . 2 8 9 0 .2 5 5 00 . 1 7 9 0 . 1 6 2 0 . 1 4 8 0 0 . 3 9 7 0 . 34 4 0 . 30 3 0 0 . 31 6 00 . 2 61 0 . 2 3 5 0 . 21 1 0 .1 91 0 .1 7 5 0 .t fi l 00 飞 0 4 011(106 : O 0 .2 6 3 0 . 2 4 0 0 . 21 9 0 . 2 01 00 . 1 4 3 川2862983
14、09 :.: 0 . 2 75 0 . 2 5 0 0 . 22 6 0 . 2 0 6 0 .1 8 8 0 0 . 3 4 4 0 . 31 9 00 . 2 5 2 0 . 2 3 2 0 0 . 1 5 1 401406411415 0 . 41 90 . 3 51 0 . 3 2 7 00 .2 6 3 0 . 2 4 3 00 .1 6 0 0 . 1 4 3 0 . 1 2 9 17318519?209 287297307 0 . 42 20 . 33 5 0 . 3 1 5 0 0 . 4 2 50 . 3 4 1 0. 3 2 3 0.O 。:;: 0 . 2 5 4 0 .
15、 2 3 6 0 . 2 2 0 0 . 1 9 1 0 . 1 6 7 0 . 1 5 0 0 . 1 3 5 0 . 2 6 4 0 . 2 4 6 0 . 2 30 0 . 2 00 0 .1 7 8 00 . 1 41 0 . 1 2 8 45连口 ,廿n巴00 口乙?,曰勺 0353何0369037503810391 2468101214托1820况别肠2830况肚36朋4(1 P / P - S i 相移( 0 2 . / 2 a ) 衬底电 率 ( n c m 0 . 0 1 0 0. 0 1 2 0 . 01 4 0 1 5 8 0 1 6 0 . 0 1 8 0 . 0 2
16、0 0 . 0 3 0 0 . 02 8 0 . 0 2 7 0 . 0 2 5 0 . 0 2 4 0 . 0 2 4 恤一0031 007-033 u m 表 2 0 . 0 0 5 0 . 0 3 3 0 . 00 6 0 . 0 . 0 3 3 0 0 5 5 0 . 0 5 5 0 . 0 5 4 . 0 7 3 0 . 0 7 2 0 . 0 7 1 0 . 0 5 0 0 . 0 4 9 0 . 0 4 5 0 . 04 3 0 . 0 4 0 0 . 0 3 8 、0 另 7 阻1000810032仲0068 0一n曰八曰n 357363-003-034055076 一一一一
17、0.1 1 9 0 . 0 8 0 00 . 06 6 0 . 0 6 4 0 . 0 5 9 0 . 0 5 6 0. 0 5 3 0 . 0 5 0 0 . 0 4 9 0 . 2 0 0 0 . 1 1 4 0 . 0 9 9 0 . 0 . 2 6 1 0 . 1 5 8 0 . 1 2 7 0 . 0 . 0 9 1 0 . 0 8 9 0 . 0 8 6 0 . 0 8 3 0. 0 8 0 . 0. 0 7 7 0 . 0 72 0 . 0 6 7 0 . 06 4 0 . 0 6 0 0 . 0 59 0 . 1 1 0 0 004一034055074094115 0 . 30
18、 0 0 . 2 0 .5 0 . 1 6 0 0 . 1 4 0 0 . 1 3 0 0 1 0 5 0 . 1 0 2 0 . 0 9 7 0 . 0 9 3 0 . 0 8 9 1 2 3 0 .1 1 . 7 0 .1 1 1 0 .1 0 6 0. 1 01 0 . 0 8 3 0 .0 7 8 0 . 0 7 3 0 . 07 0 0 . 0 6 8 0 . 09 4 0. 0 8 8 0 . 0 8 3 0 . 0 7 8 0 . 0 7 6 6810托 几 1 6 G B / T 1 4 8 4 7 一 9 3 波长 辛 寸 续表 2 底电阻率( n c m) 0 . 00 1
19、 0 . 3 2 7 0 . 3 4 6 0 . 0 0 2 0 . 0 0 3 0 . 0 0 4 0 . 0 0 5 0 . 0 0 6 0 . 0 0 7 0 . 0 0 8 0 . 0 0 901 2 0 . 0 1 4 0 . 0 16 0 . 0 l R 0. 0 2 0 0 . 2 4 4 0. 1 9 40. 15 2 0. 1 4 1 0. 13 3 0 . 1 2 61 0 4 0 . 0 9 7 0 . 0 9 1 0 . 0 8 7 0 . 0 8 - 1 仲0l0201I(: 00100一()113001380G1510 ()l190132014601600175(1
20、8902030217 0 . 2 7 4 0 . 2 2 6 :; 0. 1 411 1 5 0 . 1 0 6 00. 091 哪刚川 溉哪117以 0167少0211 脚一H环 0 . 3 61 0 . 2 9 7 0 . 2 5 30 . 1 5 7 :.: 1 0 0 1 0 8 1 1 7 0 . 1 3 4 0 . 1 2 5 0 只 0 2 2 2 0 0. 2 0 4 0 01980220024002570272 0 . 3 7 3 0 . 3 1 5 00 . 2 4 3 0 . 3 83 0 . 3 3 00 . 2 6 3 0 . 3 9 1 0 . 3 4 20 . 2
21、 9 70 . 2 3 8 0. 2 2 0 0 . 2 0 40. 1 4 4 00 . 1 2 0 0 . 3 9 8 0. 35 2 0 0 . 4 0 4 0 . 3 6 1 0:.: 0 . 2 5 3 0 . 23 6 0 . 21 9 0 . 1 6 4 0 . 1 7 7 0 . 1 9 0 0 . 2 0 3 0 . 2 1 5 ( )1 6 9 0 1 5 :3 0 0 . 2 6 7 0 . 25 0 0 . 2 3 30 .1 8 0 0 .1 6 3 0:.:一 274观307320331 川118以眼 0 . 1 9 1 0 . 2 4 1 00 . 2 0 2 0
22、 . 4 0 9 0 . 3 6 9 0 . 3 4 0 0 . 3 1 6 0 . 2 9 7 0 . 2 7 9 0 . 2 6 2 0 . 4 1 4 0 . 3 7 6 0 . 3 1:8 0 . 3 2 6 0 . 3 0 7 0 . 2 9 0 0 . 2 7 3 0 . 4 1 8 0 . 3 8 1 0 . 3 5 5 0 . 3 3 4 0 . 3 1 6 0 . 2 9 9 0 . 2 8 4 0 . 4 2 1 0 . 3 8 7 0 . 3 6 2 0 . 3 4 1 0 . 3 2 4 0 . 3 0 8 0 . 2 9 3 0 . 4 2 5 0 . 3 9 1 0
23、 . 3 6 8 0 . 3 4 8 0 . 3 3 1 0 . 3 1 6 0 . 3 0 1 0 . 4 2 8 0 . 3 9 6 0 . 3 7 3 0 . 3 5 4 0 . 3 3 8 0 . 3 2 3 0 . 3 0 9 0 . 25 2 0 1 3 3 t ) 1 4 2 0 1 5 0 0 1 5 9 0 1 6 7 0 1 7 6 0 :一:.: 0 . 2 9 4 0 . 2 8 0 00 . 2 4 1 0 . 21 9 0 . 2 01一 : 0171恤 少仲恤仲0211 川川232 珊238姗绷266 Q245025702680277 18即跄24肠2830323
24、4363840 由公式 2 ) 计算外延层厚度 1 。 一 ( 只, 一 0 . 5十 人 . / 2 幻 义 2 ( n 带 一s i n 2 0 ) v 2 (2) T . - 一 第n 个极值波长所对应的计算厚度, K m; 尸 。 第, 个极值波长所对应的级数; 凡 第n 个极值波长, p m; n , - 一 硅外延层折射率( n , =3 . 4 2 ) ; 0 反射附件入射角度, ( 。 ) ; 其他符号意义与公式( 1 ) 相同。 对图1 所示典型n / n l - S i 试样反射光谱数据计算如下 71 . 3 . 1 取x , 和x 。 分别为1 5 . 6 6 0 m和1
25、 0 . 3 0 lx m, m =3 . 5 , 衬底电 阻率p , - 0. 0 0 5 S 2 “ c m , 0 =3 0 。 7 . 1 . 3 . 2 由A , 和a : 及P , 和表1 知0 2 , / 2 n = 0 . 1 4 1 , 0 2 e / 2 n =0 . 0 9 2 , 算得Y 2 =1 0 . 5 , 1 , 二1 5 . 3 6 p - 7 . 1 - 3 . 3 同理可得其他极值所对应的有关数据, 如表3 所示 了 门 4 仲裁时应使用本计算方法。 表 3 典型, / , 十 一 S i 试样外延层厚度计算结果 计算叁数 极值序号凡, la m 入n l
26、 2 rz 尸了.、 , p n , 1 5 3 丫 1 3 6:,:.:一: : G B / T 1 4 8 4 7 一 9 3 计 续表 3 算参数 极值序号凡, 8 m“ s / 2 a 尸 n了 , p m 3 4 5 6 7 8 1 3 . 6 3 1 2 . 8 1 1 2 . 0 8 1 1 . 4 1 1 0 . 8 2 1 0 . 3 0 0 . 1 2 1 0 . 1 1 3 0 .1 0 7 0 . 1 0 1 0 . 0 9 7 0 . 0 9 2 8 . 0 8 . 5 9 . 0 9 . 5 1 0. 0 1 0 . 5 1 5 3 5 1 5 .3 6 1 5 .
27、 3 7 1 5 . 3 4 1 5 - 3 4 工 5 , 3 6 平均厚度, A - 1 5 . 3 6 了 . 2 方法2 ( 经验计算法) 7 . 2 . 1 计算试样反射光谱在 1 1 0 0. 5 0 0 c m一 范围的极值数可获得外延层厚度, 计算公式为 T = 1 . 2 0 n。 . 。 i) 式中: T外延层厚度, k m; 1 1 0 0 5 0 0 c m- i 范围的极值数。 7 . 2 . 2 当外延层厚度大于2 0 u m时, 也可用7 0 0 5 0 0 c m - 范围的极值数计算厚度, 计算公式为 7 二 3 . 6 4 n。 二(4) 7 . 2 . 3
28、 如图2 所示, 按下列步骤计算极值数n : R,. . . . 入加 压 x l d 01 - N丁 州 , A 4 R- 份轰噢 2 01 - R. , o L1 2 0 01 0 0 0 图 2 8 0 06 。 】 ! 川 故数 ( cm 7 . 2 . 3 . 1 在反射光谱 1 1 0 0 c m - 和5 0 0 c m 经验计算法示意图 , 处垂直波数轴分别作两条直线A B和C 7 ) 乃 丰吕 G B / T 1 4 8 4 7 一9 3 7 . 2 . 3 . 2 分别在最靠近A B和C I 两侧, 由其两侧的极值取反射率R , 和R : 分别为: R , = ( R m
29、, +R _ . , ) 1 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 3) R : 一 ( R _ .z + R ,. . . , ) 1 2 ( 6) 7 . 2 . 3 . 3 过R , 和R : 分别作两条水平线E F和NM, 并分别与A B和C D相交于O和P 7 . 2 - 3 . 4 极值数。由公式( 7 ) 计算: n=K 十 E O / E F十NP / NM , , 一( 7) 式中: K -A B和C D间的完整极值数。 7 . 2 . 3 . 5 7 . 2 . 4 由K=1 2 , E 0 / E F =2 / 7 , NP/ N
30、M=1 / 2 , 算得 n 二1 2 . 7 9 . 由。 二1 2 . 7 9 代人公式( 3 ) 算得T - - 1 5 . 3 5 v m. 8 精密度 8 . 1 当n 型硅外延层厚度大于2 p m时, 多个实验室测量精密度为士( 0 . 1 7 1 W m +0 . 0 0 2 6 T ) 0 s ) 这 一结果是8 个试样经7 个实验室循环测量得出的。 8 . 2 当P型硅外延层厚度大于2 p m时, 多 个实验室测量精密度为士( 0 . 2 1 1 p m + 0 . 0 0 1 S T ) ( 3 s ) 这一 结果是9 个试样经7 个实验室循环测量得出的。 9 试验报告 9
31、 . 1 试验报告应包括以下内容: a . 本标准号; b . 使用的测量仪器; 试样名称、 来源及编号; 衬底和外延层导电类型及衬底电阻率; e . 图示试祥测量位置; f . 各个极值所对应的计算厚度T, S . 平 均厚度 附加说明: 本标准由中国有色金属工业总公司提出。 本标准由机电部四十 六所和上海第二冶炼厂负责起草。 本标准主要起草人何秀坤、 李光平、 叶裕宗、 严世权、 王琴、 张志刚、 钱国胜。 *草庐一苇草庐一苇*提供优质文档, 如果 你下载的文档有缺页、 模糊等现象或 者遇到找不到的稀缺文件, 请发站内 信和我联系!我一定帮你解决! 提供优质文档, 如果 你下载的文档有缺页、 模糊等现象或 者遇到找不到的稀缺文件, 请发站内 信和我联系!我一定帮你解决! 本人有各种国内外标准 20 余万个, 包括全系 列 GB 国标国标及国内行业行业及部门标准部门标准,全系列 BSI EN DIN JIS NF AS NZS GOST ASTM ISO ASME SSPC ANSI IEC IEEE ANSI UL AASHTO ABS ACI AREMA AWS ML NACE GM FAA TBR RCC 各国船级 社 船级 社 等大量其他国际标准。豆丁下载网址:豆丁下载网址: http:/
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