GB/T 14146-2009硅外延層載流子濃度測定汞探針電容-電壓法

犐犆犛２９．０４５

犎８０

中華人民共和國國家標(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實施

中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局

發(fā)布

中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會

書

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：

———測量范圍由原１０１３ｃｍ－３～１０１８ｃｍ－３改為４×１０１３ｃｍ－３～８×１０１６ｃｍ－３，并增加了對外延層厚

度的測試要求和拋光片的測試適用性；

———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“測量儀器及環(huán)境”，“樣品處理”，“儀器校準(zhǔn)”，“測量步驟”的內(nèi)容進行了全面修改；

———刪除“測量結(jié)果的計算”；

———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)由全國半導(dǎo)體設(shè)備和材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會提出。

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

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：南京國盛電子有限公司、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

犌犅／犜１４１４６—２００９

硅外延層載流子濃度測定

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量。測量范圍為：４×１０１３ｃｍ－３～８×１０１６ｃｍ－３。

本標(biāo)準(zhǔn)測試的硅外延層的厚度必須大于測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量。

２規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過本標(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，鼓勵根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達成協(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)電類型測試方法

ＧＢ／Ｔ１５５２硅、鍺單晶電阻率測定直排四探針法

ＧＢ／Ｔ１４８４７重摻雜襯底上輕摻雜硅外延層厚度的紅外反射測量方法

３方法原理

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

勢壘寬度向外延層中擴展。結(jié)的勢壘電容（犆）及其電壓（犞）的變化率（ｄ犆／ｄ犞）與勢壘擴展寬度（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———勢壘擴展寬度，單位為厘米（ｃｍ）；

犖（狓）———載流子濃度，單位為每立方厘米（ｃｍ－３）；

犆———勢壘電容，單位為法（Ｆ）；

犲———電子電荷，１．６０２×１０－１９，單位為庫侖（Ｃ）；

ε———相對介電常數(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）。

只要測得犆，ｄ犆／ｄ犞和犃，便可由式（１）和式（２）計算得到勢壘擴展寬度狓