Solution ASTM F1188 pour la détermination de la teneur en carbone et en oxygène du silicium par FTIR

Cible de détection

Mesure de la teneur en carbone et en oxygène du silicium

Aperçu

Cette solution est conforme à la méthode d'essai standard ASTM F1188 pour la teneur en oxygène atomique interstitiel du silicium par absorption infrarouge et à la méthode d'essai SEMI MF1391 pour la teneur en carbone atomique substitutionnel du silicium par absorption infrarouge.

La norme ASTM F1188 décrit la détermination de la teneur en oxygène interstitiel du silicium monocristallin par spectroscopie infrarouge. La plage de concentration en oxygène mesurable par cette méthode d'essai est de 1 × 10¹⁶ atomes/cm³.³jusqu'à la quantité maximale d'oxygène interstitiel soluble dans le silicium. Le SEMI MF1391 exploite la relation entre la concentration en carbone et le coefficient d'absorption de la bande d'absorption infrarouge associée au carbone substitutionnel dans le silicium. À température ambiante (environ 300 K), le pic de la bande d'absorption se situe à 605 cm⁻¹.^-1ou 16,53 μm. Aux températures cryogéniques (inférieures à 80 K), le pic de la bande d'absorption se situe à 607,5 cm⁻¹.^-1ou 16,46 μm.

Principe

Les atomes de carbone substitutionnels et les atomes d'oxygène interstitiels du silicium présentent des pics d'absorption caractéristiques aux nombres d'onde 607,2 cm⁻¹.^-1et 1107 cm^-1, respectivement. En mesurant les coefficients d'absorption de ces pics, on peut déterminer les concentrations de carbone substitutionnel et d'oxygène interstitiel.

Conditions de fonctionnement

1. Instruments et accessoires

   1)Spectre FTIR HKL-1188 pour la détermination de la teneur en carbone et en oxygène du silicium

   2) Accessoire de test oxygène/carbone : platine de mesure oxygène-carbone en silicium

2. Paramètres de test

   1) Résolution : 2 cm^-1

   2) Nombre de numérisations : 64

   3) Détecteur : Détecteur infrarouge pyroélectrique

3. Autres

   1) Micromètre : Précision de 0,01 mm

   2) Acide fluorhydrique (HF) : Réactif analytique (RA)

Préparation des échantillons

Conformément aux exigences, des plaquettes de silicium de référence et des plaquettes de silicium d'essai appropriées ont été sélectionnées. Les oxydes de surface ont été éliminés à l'aide d'acide fluorhydrique (HF), et leur épaisseur a été mesurée avant les essais.

Tests d'échantillons

1. En utilisant le logiciel d'analyse de la teneur en carbone et en oxygène du silicium HKL-1188 FTIR, effectuez les étapes suivantes dans l'ordre : balayage de fond → Saisir l'épaisseur de référence → Scanner l'échantillon de référence → Saisir l'épaisseur de l'échantillon → Scanner l'échantillon → Enregistrer les données.

2. Répétez l'analyse de l'échantillon deux fois et enregistrez les données pour obtenir les résultats comme indiqué dans la figure ci-dessous.

Figure 1 Résultats des tests de teneur en oxygène et en carbone dans le silicium

3. Données de test

Conclusion

Le logiciel d'analyse de la teneur en carbone et en oxygène HKL-1188 FTIR offre une méthode pratique et rapide pour la détermination quantitative du carbone substitutionnel et de l'oxygène interstitiel dans les matériaux en silicium monocristallin.