GB/T 14146-2009硅外延層載流子濃度測(cè)定汞探針電容-電壓法

犐犆犛２９．０４５

犎８０

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

犌犅／犜１４１４６—２００９

代替ＧＢ／Ｔ１４１４６—１９９３

硅外延層載流子濃度測(cè)定

汞探針電容電壓法

犛犻犾犻犮狅狀犲狆犻狋犪狓犻犪犾犾犪狔犲狉狊犱犲狋犲狉犿犻狀犪狋犻狅狀狅犳

犮犪狉狉犻犲狉犮狅狀犮犲狀狋狉犪狋犻狅狀犿犲狉犮狌狉狔狆狉狅犫犲狏狅犾狋犪犵犲狊犮犪狆犪犮犻狋犪狀犮犲犿犲狋犺狅犱

２００９１０３０發(fā)布２０１００６０１實(shí)施

中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局

發(fā)布

中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)

書(shū)

犌犅／犜１４１４６—２００９

前言

本標(biāo)準(zhǔn)代替ＧＢ／Ｔ１４１４６—１９９３《硅外延載流子濃度測(cè)定汞探針電容電壓法》。

本標(biāo)準(zhǔn)與ＧＢ／Ｔ１４１４６—１９９３相比，主要有如下變動(dòng)：

———測(cè)量范圍由原１０１３ｃｍ－３～１０１８ｃｍ－３改為４×１０１３ｃｍ－３～８×１０１６ｃｍ－３，并增加了對(duì)外延層厚

度的測(cè)試要求和拋光片的測(cè)試適用性；

———增加了引用標(biāo)準(zhǔn)；

———增加了干擾因素；

———試劑中氫氟酸（ρ１．１５ｇ／ｍＬ）改為氫氟酸（分析純），刪除硝酸（ρ１．４ｇ／ｍＬ），增加雙氧水（分析

純），去離子水電阻率由大于２ＭΩ·ｃｍ改為大于１０ＭΩ·ｃｍ；

———對(duì)“測(cè)量?jī)x器及環(huán)境”，“樣品處理”，“儀器校準(zhǔn)”，“測(cè)量步驟”的內(nèi)容進(jìn)行了全面修改；

———?jiǎng)h除“測(cè)量結(jié)果的計(jì)算”；

———增加了重復(fù)性和再現(xiàn)性；

———增加了附錄“硅片接觸良好測(cè)試”的判定指標(biāo)。

本標(biāo)準(zhǔn)的附錄Ａ為規(guī)范性附錄。

本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備和材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)提出。

本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備和材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)材料分技術(shù)委員會(huì)歸口。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：南京國(guó)盛電子有限公司、寧波立立電子股份有限公司、信息產(chǎn)業(yè)部專用材料質(zhì)量

監(jiān)督檢驗(yàn)中心。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：馬林寶、唐有青、劉培東、李靜、金龍、呂立平。

本標(biāo)準(zhǔn)所代替標(biāo)準(zhǔn)的歷次版本發(fā)布情況為：

———ＧＢ／Ｔ１４１４６—１９９３。

Ⅰ

書(shū)

犌犅／犜１４１４６—２００９

硅外延層載流子濃度測(cè)定

汞探針電容電壓法

１范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了硅外延層載流子濃度汞探針電容電壓測(cè)量方法。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于同質(zhì)的硅外延層載流子濃度測(cè)量。測(cè)量范圍為：４×１０１３ｃｍ－３～８×１０１６ｃｍ－３。

本標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的硅外延層的厚度必須大于測(cè)試偏壓下耗盡層的深度。

本標(biāo)準(zhǔn)也可適用于硅拋光片的載流子濃度測(cè)量。

２規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有

的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究

是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

ＧＢ／Ｔ１５５０非本征半導(dǎo)體材料導(dǎo)電類型測(cè)試方法

ＧＢ／Ｔ１５５２硅、鍺單晶電阻率測(cè)定直排四探針?lè)?/p>

ＧＢ／Ｔ１４８４７重?fù)诫s襯底上輕摻雜硅外延層厚度的紅外反射測(cè)量方法

３方法原理

汞探針與硅外延片表面接觸，形成一個(gè)肖特基勢(shì)壘。在汞探針與硅外延片之間加一反向偏壓，結(jié)的

勢(shì)壘寬度向外延層中擴(kuò)展。結(jié)的勢(shì)壘電容（犆）及其電壓（犞）的變化率（ｄ犆／ｄ犞）與勢(shì)壘擴(kuò)展寬度（狓）及

其相應(yīng)的載流子濃度［犖（狓）］有如式（１）和式（２）關(guān)系：

犆３１

犖（狓）＝２×…………（１）

εε０犲犃ｄ犆

－

（ｄ犞）

狓＝ε·ε０·犃／犆…………（２）

式中：

狓———?jiǎng)輭緮U(kuò)展寬度，單位為厘米（ｃｍ）；

犖（狓）———載流子濃度，單位為每立方厘米（ｃｍ－３）；

犆———?jiǎng)輭倦娙?，單位為法（Ｆ）?/p>

犲———電子電荷，１．６０２×１０－１９，單位為庫(kù)侖（Ｃ）；

ε———相對(duì)介電常數(shù)，其值為１１．７５；

－１４

ε０———真空介電常數(shù)，其值為８．８５９×１０，單位為法每厘米（Ｆ／ｃｍ）；

犃———汞硅接觸面積，單位為平方厘米（ｃｍ２）。

只要測(cè)得犆，ｄ犆／ｄ犞和犃，便可由式（１）和式（２）計(jì)算得到勢(shì)壘擴(kuò)展寬度狓