国家标准重掺n型硅衬底中硼沾污的二次离子质谱检测方法送模板.doc

公布ICS 29.045H 21中国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会200-实施200- 公布重掺n型硅衬底中硼沾污二次离子质谱检测方法Test method for measuring Boron contamination in heavily doped n-type silicon substrates by secondary ion mass spectrometry（送审稿）GB/T 200中国国家标准前 言本标准技术内容等同采取SEMI MF 1528-1104 Test method for measuring Boron contamination in heavily doped n-type silicon substrates by secondary ion mass spectrometry 标准。和原标准相比，本标准对原标准格式进行了对应调整。本标准由全国半导体材料和设备标准委员会提出。本标准由中国有色金属工业标准计量研究所归口。本标准起草单位：信息产业部专用材料质量监督检验中心、中国电子科技集团企业第四十六研究所。本标准关键起草人：马农农、何友琴、丁丽。重掺n型硅衬底中硼沾污二次离子质谱检测方法1 范围1.1本标准适适用于二次离子质谱法（SIMS）对重掺n型硅衬底单晶体材料中痕量硼沾污（总量）测试。1.2本标准适适用于对锑、砷、磷掺杂浓度0.2（11020atoms/cm3）硅材料中硼浓度检测。尤其适适用于硼为非有意掺杂p型杂质，且其浓度为痕量水平（1108counts/s。8.2.3.2开始时，依据束斑大小，使用几百微米几百微米第一扫描测试条件（经典条件是250m250m），这么能够除去表面自然氧化层中B。实际测试时，使用第二扫描测试条件，扫描区域要比第一扫描测试条件降低几倍（经典第二扫描条件是50m50m）。采取计数时间是1s。8.3样品分析8.3.1移动样品架，使样品上溅射坑形成在窗口中心位置周围。8.3.2对中一次束，开始SIMS剖析。8.3.2.1首先用第一扫描条件溅射样品50100个磁场周期，直到硼信号强度稳定，以除去晶片表面自然氧化层中经典存在残留表面沾污。8.3.2.2减小扫描面积到第二扫描条件，继续溅射样品，直到硼信号稳定。8.3.3剖析结束后，测试并统计电子倍增器上11B+计数率和法拉第杯上主元素30Si+计数率，对最终十五个周期结果进行平均。8.3.4 反复以上步骤，对样品架上全部样品进行测试。8.3.5每次剖析结束后，由统计二次离子强度，计算出硼计数率和硅计数率之比 (11B+/30Si+), 记为Su。8.3.6假如空白样品中所测11B+/30Si+比值超出其它样品2050，则停止分析，寻求造成仪器背景较高原因。8.3.7 对全部样品，包含空白样品，标准样品和测试样品，在表格中统计样品编号和11B+/30Si+比值。9结果计算9.1相对灵敏度因子（RSF）法定标9.1.1按以下方法计算灵敏度因子： （1）式中：B标准样品中硼标定浓度；11B+11B离子在电子倍增器上计数；Si+在法拉第杯或其它能检测正二次离子强度在108counts/s以上检测器上Si+离子计数。9.1.2对每个测试样品，用Su乘以从标准样品中得到相对灵敏度因子RSF，将SIMS离子11B+/30Si+计数比转换成硼浓度Bu。Bu =SuRSF（2）10 精度本测试精度是10个分析者在大约5年内，对900个样品分别在两台仪器上测试总结得到。这些抛光腐蚀样品是从同一颗单晶上切下来一组相邻晶片。测试条件和本方法要求相同。测试仪器是CAMECA IMS3f和CAMECA IMS4f。平均值是2.01014atoms/cm3，相对于平均值标准偏差是2.41013atoms/cm3, 相对标准偏差是12。测试结果分布图1所表示。样品测试时间次序和背景测试分别图2和图3所表示。图1从同一颗晶体上切下来相邻900个样品在历时五年内（1987.111992.9）测试硼浓度频率分布。图2 图1中所表示样品中B浓度测试对时间分布注：X线代表测试结果平均值，UCL表示测试上限，等于平均值加上三倍标准偏差，LCL表示测试下线，等于平均值减去三倍标准偏差。图3 历时五年内（1987.111992.9），对于空白样品B51012背景对测试时间分布11 汇报汇报包含以下内容：a）使用仪器，操作者，测试日期，和硼相对灵敏度因子；b) 标样和测试样品编号和测试样品在单晶上取样位置；c ) 测试样品和空白硅样品中硼浓度。