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助力半導(dǎo)體工業(yè)發(fā)展 硅單晶中氮含量測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)
2021年08月16日 15:22:22
來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：4920
新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《硅單晶中氮含量的測(cè)定 二次離子質(zhì)譜法》規(guī)定了硅襯底單晶體材料中氮總濃度的二次離子質(zhì)譜測(cè)試方法，可用于工藝控制、研發(fā)和材料驗(yàn)收等目的。該標(biāo)準(zhǔn)正在征求意見(jiàn)中，截止日期為2021年10月12日。
【化工儀器網(wǎng) 標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布】硅是最常見(jiàn)且應(yīng)用最廣的半導(dǎo)體材料。而硅單晶作為單質(zhì)硅的一種特殊形態(tài)，由于具有顯著的半導(dǎo)電性，已經(jīng)成為晶體材料的代表，處于半導(dǎo)體材料發(fā)展的前沿。僅就單晶硅片而言，電子通信半導(dǎo)體市場(chǎng)中95%以上的半導(dǎo)體器件及99%以上的集成電路需要用使用單晶硅片。硅單晶對(duì)于當(dāng)代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要意義不言而喻。
目前，我國(guó)已成為全球最大的硅單晶生產(chǎn)國(guó)。在半導(dǎo)體的重要性在激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中愈加凸顯的情況下，我們不僅要保證硅單晶的產(chǎn)量，更要加速生產(chǎn)工藝的換代升級(jí)，提高硅單晶的質(zhì)量。硅單晶中氮含量的測(cè)定是硅單晶生產(chǎn)質(zhì)量控制的環(huán)節(jié)之一，測(cè)其方法的改良也是生產(chǎn)工藝的換代升級(jí)的重要一部分。
氮對(duì)于硅單晶的性能有著重要影響。在硅單晶生長(zhǎng)過(guò)程中故意引入氮可以增加單晶生長(zhǎng)過(guò)程中無(wú)缺陷區(qū)域的V/G允許值，增加在氫氣和氬氣中退火后有效區(qū)域的深度和體微缺陷的濃度，減小退火后晶體形成的顆粒(COP)的尺，以及增加在溫度降低工藝下氧在襯底外延層的沉積量。隨著我國(guó)半導(dǎo)體工業(yè)的迅速發(fā)展，測(cè)定硅單晶的氮濃度需要更加規(guī)范、精確。
傳統(tǒng)的硅單晶的氮濃度測(cè)定方法包括的紅外光譜法、電子核磁共振法、深能級(jí)透射光譜法和帶電粒子活性分析法等，但都有各自的缺陷。與上述方法相比，在國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域 得到廣泛應(yīng)用的二次離子質(zhì)譜(SIMS)測(cè)量方法的適用性更強(qiáng)，可以克服傳統(tǒng)方法的局限性。當(dāng)前，我國(guó)并無(wú)SEMI測(cè)量方法的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)對(duì)硅中氮雜質(zhì)含量測(cè)試有需求的企業(yè)通常直接采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。為促進(jìn)我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國(guó)決定將該SEMI標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，由中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十六研究所負(fù)責(zé)制定。
新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《硅單晶中氮含量的測(cè)定 二次離子質(zhì)譜法》規(guī)定了硅襯底單晶體材料中氮總濃度的二次離子質(zhì)譜測(cè)試方法，可用于工藝控制、研發(fā)和材料驗(yàn)收等目的。主要采用二次離子質(zhì)譜儀(SIMS)進(jìn)行檢測(cè)，要求儀器必須配備銫一次離子源，而且儀器分析室的真空度需要優(yōu)于 5×10^-7 Pa。其方法原理為：用銫(Cs)一次離子束濺射參考樣品，根據(jù)參考樣品中氮的同位素種類(lèi)，選擇分析負(fù)二次離子 14N28Si或者15N28Si，以確定氮在硅中的相對(duì)靈敏度因子(RSF)。
該標(biāo)準(zhǔn)正在征求意見(jiàn)中，截止日期為2021年10月12日。
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