在半導體材料領域,硅基半導體材料目前產量最大、應用最廣,90%以上的半導體產品仍用單晶硅作為襯底材料制作。目前大尺寸硅片已成為硅片市場最主流的產品。硅片生產中在拉晶過程中,需要解決氧含量及徑向均勻性、雜質的控制、缺陷控制、氧沉淀控制、電阻值定量、摻雜及徑向均勻性等眾多問題,同時對檢測表征等保障技術也提出了更高的要求。直拉晶體硅中摻氮可用來調控原生氧沉淀和空洞型缺陷,從而提高硅晶體的質量,已經在產業界廣泛應用,除了間隙氧、代位碳、III-V族元素檢測以外,氮的測量也是硅材料界的一個熱點課題。
眾所周知,直拉單晶硅中含有較高濃度(濃度范圍1017-1018cm-3)的間隙氧(Oi),當氮摻入直拉硅單晶中時,除了以氮-氮對(N-N)形式存在以外,氮還會和氧作用形成氮氧復合體(N-O complexes)。研究顯示氮氧復合體會引起紅外的局域模振動吸收和電子躍遷吸收,可以被紅外吸收光譜技術探測到。在低溫(10K左右)條件下,氮氧復合體在遠紅外波段有一系列由于電子躍遷產生的吸收峰,目前已經報導了7種氮氧復合體[1,2,3]。
針對直拉單晶硅中雜質元素以及氮氧復合體的測量,布魯克CryoSAS全自動、高靈敏度工業低溫硅質量控制分析系統,通過測試位于中/遠紅外波段間隙氧(1136.3cm-1, 1205.6cm-1)[7],代位碳(607.5cm-1)[6,7],III-V族元素[4,5]以及氮氧復合體吸收譜帶(249.8,240.4cm-1[1,2]),通過直接或間接計算獲得相應元素含量值。
布魯克CryoSAS系統主要特點:
波段范圍1250-230cm-1,覆蓋了間隙氧(Oi)、代位碳(Cs)、III-V族淺能級雜質元素(硼B,磷P,砷As,鋁Al,鎵Ga,銻Sb,符合SEMI/ASTM MF1630-0704標準)以及N-N對,氮氧復合體[N-O-(1-6)]吸收譜帶
閉循環低溫冷卻系統,T<15K,無需昂貴的液體制冷劑
不銹鋼、真空樣品室設計
堅固、精確的步進電機,帶有9位樣品架
簡單易用