GB/T 35306-2017 硅单晶中碳、氧含量的测定 低温傅立叶变换红外光谱法

ICS77.040

H17£3©

中华人民共和国国家标准

GB/T35306—2017

硅单晶中碳、氧含量的测定

低温傅立叶变换红外光谱法

Testmethodforcarbonandoxygencontentofsinglecrystalsilicon—

Lowtemperaturefouriertransforminfraredspectrometry

2017-12-29发布2018-07-01实施

发布

GB/T35306—2017

■>r■—>—

刖弓

本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。

本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会(SAC/TC203)与全国半导体设备和材料标准

化技术委员会材料分技术委员会(SAC/TC203/SC2)共同提出并归口。

本标准起草单位：昆明冶研新材料股份有限公司、江苏中能硅业科技发展有限公司、宜昌南玻硅材

料有限公司、新特能源股份有限公司、亚洲硅业(青海)有限公司、青海黄河上游水电开发有限责任公司

新能源分公司、陕西天宏硅材料有限责任公司。

本标准主要起草人：张云晖、韩小月、毛智慧、赵建为、刘晓霞、王桃霞、田洪先、刘明军、银波、刘国霞、

蔡延国、秦榕、童孟、钱津旺、杨红燕。

T

GB/T35306—2017

硅单晶中碳、氧含量的测定

低温傅立叶变换红外光谱法

1范围

本标准规定了低温傅立叶变换红外光谱法测定硅单晶中代位碳、间隙氧杂质含量的方法。

本标准适用于室温电阻率大于0.1£1-cm的N型硅单晶和室温电阻率大于0.5£1-cm的P型硅

单晶中代位碳、间隙氧杂质含量的测定。

本标准测定碳、氧含量的有效范围从5X1014atoms•cm_:i(0.01ppma)到硅中代位碳和间隙氧的

最大固溶度。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T6618硅片厚度和总厚度变化测试方法

GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定

GB/T14264半导体材料术语

GB/T29057用区熔拉晶法和光谱分析法评价多晶硅棒的规程

ASTME131分子光谱有关术语(Standardterminologyrelatingtomolecularspectroscopy)

3术语和定义

GB/T14264和ASTME131界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

背景光谱backgroundspectrum

在红外光谱仪中，无样品存在的情况下使用单光束测量获得的谱线，通常包括氮气、空气等信息。

3.2

参比光谱referencespectrum

参比样品的光谱。对于双光束仪器，参比光谱是直接将参比样品放置于样品光路，让参比光路空着

获得的，对于傅立叶变换红外光谱仪及其他单光束仪器，参比光谱是将参比样品的光谱扣除背景光谱后

得到的结果。

3.3

样品光谱samplespectrum

测试样品的光谱。对于双光束仪器，样品光谱是直接将样品放置于样品光路，让参比光路空着获得

的，对于傅立叶变换红外光谱仪及其他单光束仪器，样品光谱是将样品的光谱扣除背景光谱后得到的

结果。

3.4

基线baseline

从测量图谱中碳、氧吸收峰的两侧最小吸光度处作出的一条切线。用来计算吸收系数a和吸收峰

面积。

1

GB/T35306—2017

4方法提要

将硅单晶样品冷却到低于15K温度下，用红外光束直接透射样品，采集吸收光谱，采用参比法，根

据硅中代位碳原子在波数607.5cm-'处的红外吸收峰的吸收系数确定碳含量、硅中间隙氧原子在波数

1136.3cm-1处的红外吸收峰的吸收系数确定氧含量。

5干扰因素

5.1在碳、氧的吸收谱带位置均存在硅晶格吸收振动谱带，该吸收振动谱带会影响碳、氧的测定；应采

用碳、氧含量小于5X10'4atoms•cm^(0.01ppma)的区熔硅单晶片作为参比样品，且参比样品与测试

样品的厚度应尽可能一致，以消除硅晶格吸收振动谱带的影响。

5.2多级内部反射会产生次级干涉和基线偏离。通过改变样品厚度、表面处理方式或分辨率可以消除

次级干涉和基线偏离。

5.3测试样品和参比样品应尽可能地保持相同的温度，以避免与温度有关的晶格吸收对测试结果的

影响。

5.4为了获得较好的红外吸收光谱，要求样品双面抛