GB-T19444-2004硅片氧沉淀特性的测定-间隙氧含量减少法.pdf

I C S 2 9 . 0 4 0 . 0 1一一x 2s疡摹中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 G B / T 1 9 4 4 4 -2 0 0 4 硅片氧沉淀特性的测定 一间隙氧含量减少法 O x y g e n p r e c i p i t a t i o n c h a r a c t e r i z a t i o n o f s i l i c o n w a f e r s b y m e a s u r e me n t o f i n t e r s t i t i a l o x y g e n r e d u c t i o n2 0 0 4 - 0 2 - 0 5发布2 0 0 4 - 0 7 - 0 1 实施 率 替留 瞥 臀 瓣 臀壕 臀臀暴 发 布免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 G B / T 1 9 4 4 4 -2 0 0 4 前言本标准等同采用A S T MF 1 2 3 9 : 1 9 9 4 用间隙氧含量减少法测定硅片氧沉淀特性 。本标准由中国有色金属工业协会提出。本标准由全国有色金属标准化技术委员会负责归口。本标准由洛阳单晶硅有限责任公司和中国有色金属工业标准计量质量研究所起草。本标准主要起草人 ： 蒋建国、 屠妹英 、 贺东江、 章云杰。本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分会负责解释A标准下载网()免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载G B T 1 9 4 4 4 -2 0 0 4 引言 氧原子含量是表征直拉硅单晶性能的重要技术参数， 其含量大小影响半导体器件的性能和成品率。这一事实 ， 早 已引起 了材料和器件研究者的极大关注， 并进行了深人的研究。结果表明： 器件工艺的热循环过程使间隙氧发生沉淀现象 。沉淀的氧有吸附体内金属杂质的能力 ， 在硅片表面形成洁净层 ， 从而提高器件的性能和成品率。而氧的沉淀特性与原始氧含量的大小相关。因此， 通过热循环的模拟试验 ，获得硅片的氧沉淀特性 ， 对硅单晶生产和硅器件的生产具有指导性作用。标准下载网()免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 G B / T 1 9 4 4 4 -2 0 0 4 硅片氧沉淀特性的测定 一 间隙氧含量减少法1 范围 本标准规定了由测量硅片间隙氧含量的减少量来检验硅片氧沉淀特性的方法原理、 取样规则、 热处理程序、 试验步骤、 数据计算等内容。 本标准用于定性比较两批或多批集成电路用硅片间隙氧沉淀特性。2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件， 其随后所有的修改单（ 不包括勘误的内容） 或修订版均不适用于本标准， 然而， 鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注 日期的引用文件， 其最新版本适用于本标准 。 G B / T 1 5 5 7 硅晶体中间隙氧含量的红外吸收测量方法。 G B / T 1 4 1 4 3 3 0 0 9 0 0 I c m硅片间隙氧含量红外吸收测量方法。 G B / T 1 4 1 4 4 硅晶体中间隙氧含量径向变化测量方法。3 方法原理 按照制作集成电路的热循环过程， 对硅片作模拟热处理。用红外吸收的方法 ， 测量硅片热处理前和热处理后 的间隙氧含量 ， 其差值视为间隙氧发生沉淀 的量。沉淀量的大小变化与硅片原始氧及其他杂质含量、 缺陷、 热处理过程有关， 并称为硅片间隙氧的沉淀特性。4 仪器与设备4 . 1 红外分光光度计或傅里叶红外光谱仪 、 仪器在 1 1 0 7 c m - 处的分辨率小于 5 c m- ,4 . 2 热处理炉 ： 炉温 7 5 0 / 1 0 5 0 士5 0C， 有足够放置试验硅片的恒温区长度 ， 并满足以下条件 ：4 . 2 . 1 气体进气管路： 允许干氧和氮气按要求的比率和流量混合。4 . 2 . 2 石英管或硅管， 其直径适合被测硅片。4 . 2 . 3 石英舟或硅舟， 确保硅片表面充分暴露在气氛中。4 . 3 厚度测量仪 ： 精度优于 2 p m,5 试剂与气体5 . 1 超纯去离子水： 电阻率）1 0 Mo c m5 . 2 化学试剂5 . 2 . 1 氨水： 优级纯；5 . 2 . 2 盐酸： 优级纯；5 . 2 . 3 双氧水： 优级纯 ；5 . 2 . 4 氢氟酸： 电子级纯度；5 . 3 氧气 、 氮气 ： 高纯级（ 9 9 . 9 9 0 0 ,6 取样和制样要求6 . 1 从每批需试验的产品中取得的试验片， 其氧含量应筱盖该批产品氧含量的整个范围。氧含量每标准下载网()免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载G B / T 1 9 4 4 4 - 2 0 0 40 . 5 X 1 0 - 6 P a 间隔范围， 至少选 2 片。6 . 2 试验用硅片必须具有满足测试要求的厚度 、 电阻率以及表面状态。6 . 3 用适当的标识区分每片试验硅片。6 . 4 按G B / T 1 5 5 7 或G B / T 1 4 1 4 4 的要求制备硅片样品。7 试验步骤7 . 1 制记录表格。记录内容有硅片规格、 编号、 热处理前氧含量、 热处理后氧含量、 差值、 差值的平均值以及热处理条件 、 工艺等。7 . 2 按照G B / T 1 4 1 4 3 或G B / T 1 5 5 7 测量未经热处理的硅片样品间隙氧含量， 称为原始氧含量。7 . 3 硅片样品热处理7 . 3 . 1 热处理前硅片样品用清洗液、 高纯水进行清洗。7 . 3 . 2 本标准规定两种热处理工艺流程 ， A种工艺和 B种工艺。工艺技术参数见表 1 0 表 1 硅片权沉淀热处理试验工艺匡 一匀7 . 3 . 3 选择 A种工艺或 B 种工艺 ， 对测量过原始氧含量的硅片样品进行热处理 。7 . 3 . 4 硅片样品热处理后， 用 H F酸腐蚀掉表面氧化层并用高纯水清洗。7 . 4 按照 7 . 2 条再测硅片间隙氧含量 ， 称最终氧含量 。测试硅片原始氧含量与最终氧含量的位置及所使用设备必须相 同。8 测试结果的计算8 . 1 计算氧减少量， 原始氧含量减去热处理后的最终氧含量 。8 . 2 硅片样 品原始氧含量水平相近时。8 . 2 . 1 计算原始氧含量 的平均值及每个样品间隙氧含量的减少值 。8 . 2 . 2 计算氧含量减少值的平均值。8 . 2 . 3 如果各组数据的平均减少量都处于所要求的范围内， 可以认为各组数据为等同值。8 . 3 各组硅片样 品原始氧含量范围较宽时8 . 3 . 1 计算每个样品的间隙氧含量减少值。8 . 3 . 2 在坐标纸上， 绘出原始氧含量与氧含量减少值的对应关系曲线。8 . 3 . 3 比较所得的各组曲线， 若各组数据在适当的宽度带中， 可以认为各组数据为等效值。8 . 4 用 仁 O A或 O B分别表示A / B热处理工艺下硅片间隙氧含量减少值。9 报告9 . 1 硅片样品类别、 规格、 批号、 测试点位置（ 中心或边缘） 、 生产厂家。标准下载网()免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 G B / T 1 9 4 4 4 -2 0 0 49 . 2 红外光谱仪型号。9 . 3 热处理工艺 ： A种或 B种工艺 。9 . 4 硅片样品原始氧含量平均值及减少值的平均值， 或原始氧含量与氧含量减少值的关系曲线。9 . 5 热处理及测量的操作者