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红外吸收法测定硅单晶中氧和碳.ppt


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三、红外光谱法测单晶硅中氧、碳的含量
1、硅中氧和碳的红外吸收光谱。如图所示
精选课件
氧的特征峰:
(1)波长为λ1=(-), 此吸收波峰主要为分子对称伸缩振动产生的,吸收峰强度很小。
(2) 波长为研磨,试样的厚度偏差小于10μm。
2)抛光:机械抛光或化学抛光,使两表面均呈镜面。
3)在 试样测量部位, μm.
4)试样测量部位试验的厚度均不大于10 μm。
5)氧含量大于或等于 的试样厚度约为2mm;氧含量 小于 的试样厚度约为10mm。
(2)参比样的制备方法同上,%。
精选课件

(1)选择方法:[O] ≥ 的试样,用空气参考法或差别法;含量 [O] ≤ 的试样,采用差别。
具体操作步骤:
1)分别在试样光束和参考比光束中安放样品架,通光孔径为直径5~10mm.
2)调整透过率0%和100%.
3) 放置在样品架上分别放置待测样品和参考样品(空气参考法不需放)。
4)双光束红外分光光度计要调整扫描速度、时间常数、狭缝宽度和增益等仪器参数。在1107cm-处作半峰宽。如图所示。
精选课件
5)在1300 ~1000cm-范围内扫描,得到1107cm-处的硅-氧吸收带。
6)吸收峰(T0-T)小于5%时,应采用低温测量。
7)采用78K测量时,-()处,半峰宽为20cm-。
8)重复测量三次,取结果的平均值。
精选课件
6、测量结果的计算:将测量值代入 计算吸收系数 。
7、氧含量的计算:
8、精确度:单个实验室为±2%,多个实验室测试为±3%。
精选课件
9、测试的影响因素:
(1)在氧吸收谱带位置有一个硅晶格吸收振动谱带,参考样品与待测样品的厚度小于± %,以避免晶格吸收的影响。
(2)由于氧吸收谱带与硅晶格吸收谱带都会随样品温度的改变而改变,因此测试期间光谱仪样品室的温度恒定为27℃±5 ℃。
(3)电阻率低于1 ,因此保证参考样品的电阻率尽量一致。
精选课件
(4) 。
(5)沉淀氧浓度较高时,其在1230cm-或1073cm-处的吸收谱带可能会导致间隙氧浓度的测量误差。
(6)300K时,硅中间隙氧吸收带的半峰宽应为32cm-。宽较大时会导致误差。
精选课件
五、我国测试硅晶体中替位碳含量的标准方法:
1、测试方法与范围:
(1)红外吸收法
(2)范围:,载流子浓度小于 。测量范围为:室温下 至最大固溶度。77K时下限降为 。
2、测试原理:用红外光谱仪测定Si--()处的吸收系数来确定硅晶体中间隙氧的含量。
精选课件
3、测量仪器
(1)双光束红外分光光度计或傅里叶变换红外光谱仪。(光谱范围700~550cm,- 处的分辨率小于2cm- ,在77K时,- 处的分辨率小于1cm- 。)
(2)低温恒温器能使试样与参比样品维持在77K的温度。
(3)厚度测量仪,.
(4)被测试样架和参比样品架避免任何绕过样品的红外辐射。
精选课件
4、试样制备:
(1)测试试样
1)试样切取(从尾部取样)、研磨。
2)抛光:机械抛光或化学抛光,使两表面均呈镜面。
3)试样厚度约为2mm或更薄。
4)在 试样测量部位, μm。
5)。
(2)制备方法同上,。参比样品替位碳浓度小于
精选课件

1)分别在试样光束和参考比光束中安放样品架,通光孔径为直径5~10mm.
2)调整透过率0%和100%.
3) 放置在样品架上分别放置待测样品和参考样品。
4)双光束红外分光光度计要调整扫描速度、时间常数、狭缝宽度和增益等仪器参数。-处作半峰宽。要求半峰宽不大于6c

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  • 时间2022-05-20