เป้าหมายการตรวจจับ
การวัดปริมาณคาร์บอนและออกซิเจนในซิลิคอน
ภาพรวม
สารละลายนี้เป็นไปตามมาตรฐาน เอสเอเอสที F1188 วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับการหาปริมาณออกซิเจนอะตอมแทรกในซิลิคอนโดยการดูดกลืนรังสีอินฟราเรด และมาตรฐาน กึ่ง MF1391 วิธีทดสอบสำหรับการหาปริมาณคาร์บอนอะตอมแทนที่ในซิลิคอนโดยการดูดกลืนรังสีอินฟราเรด
มาตรฐาน เอสเอเอสที F1188 ครอบคลุมการหาปริมาณออกซิเจนแทรกในผลึกซิลิคอนเดี่ยวโดยใช้สเปกโทรสโกปีอินฟราเรด ช่วงความเข้มข้นของออกซิเจนที่วัดได้ด้วยวิธีทดสอบนี้มีประโยชน์คือตั้งแต่ 1 × 10¹⁶ อะตอม/ซม³3เพื่อให้ได้ปริมาณออกซิเจนแทรกที่ละลายได้ในซิลิคอนสูงสุด กึ่ง MF1391 ใช้ความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของคาร์บอนและสัมประสิทธิ์การดูดกลืนของแถบการดูดกลืนอินฟราเรดที่เกี่ยวข้องกับคาร์บอนที่เข้ามาแทนที่ในซิลิคอน ที่อุณหภูมิห้อง (ประมาณ 300 K) จุดสูงสุดของแถบการดูดกลืนอยู่ที่ 605 ซม.⁻¹-1หรือ 16.53 ไมโครเมตร ที่อุณหภูมิเยือกแข็ง (ต่ำกว่า 80 เคลวิน) จุดสูงสุดของแถบการดูดกลืนแสงอยู่ที่ 607.5 ซม.-1หรือ 16.46 ไมโครเมตร
หลักการ
อะตอมคาร์บอนที่เข้ามาแทนที่และอะตอมออกซิเจนที่แทรกอยู่ภายในซิลิคอนแสดงพีคการดูดกลืนแสงที่มีลักษณะเฉพาะที่เลขคลื่น 607.2 ซม.⁻¹-1และ 1107 ซม.-1ตามลำดับ โดยการวัดค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงของยอดเหล่านี้ สามารถกำหนดความเข้มข้นของคาร์บอนที่เข้ามาแทนที่และออกซิเจนที่แทรกอยู่ภายในได้
เงื่อนไขการใช้งาน
เครื่องดนตรีและอุปกรณ์เสริม
1)เอชเคแอล-1188 FTIR สำหรับวิเคราะห์ปริมาณคาร์บอนและออกซิเจนในซิลิคอน
2) อุปกรณ์เสริมสำหรับการทดสอบออกซิเจน/คาร์บอน: แท่นวัดออกซิเจน-คาร์บอนแบบซิลิคอน
พารามิเตอร์การทดสอบ
1) ความละเอียด: 2 ซม.-1
2) จำนวนครั้งในการสแกน: 64
3) ตัวตรวจจับ: ตัวตรวจจับอินฟราเรดแบบไพโรอิเล็กทริก
คนอื่น
1) ไมโครมิเตอร์: ความแม่นยำ 0.01 มม.
2) กรดไฮโดรฟลูออริก (เอชเอฟ): สารเคมีเกรดวิเคราะห์ (อาร์)
การเตรียมตัวอย่าง
ตามข้อกำหนด ได้มีการคัดเลือกแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนอ้างอิงและแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนตัวอย่างที่เหมาะสม ทำการกำจัดออกไซด์บนพื้นผิวโดยใช้กรดไฮโดรฟลูออริก (เอชเอฟ) และวัดความหนาของออกไซด์ก่อนทำการทดสอบ
การทดสอบตัวอย่าง
1. ใช้ซอฟต์แวร์ เอชเคแอล-1188 FTIR สำหรับวิเคราะห์ปริมาณคาร์บอนและออกซิเจนในซิลิคอน ทำตามขั้นตอนต่อไปนี้ตามลำดับ: สแกนพื้นหลัง → ป้อนความหนาของตัวอย่างอ้างอิง → สแกนตัวอย่างอ้างอิง → ป้อนความหนาของตัวอย่าง → สแกนตัวอย่าง → บันทึกข้อมูล
2. ทำการสแกนตัวอย่างซ้ำสองครั้งและบันทึกข้อมูลเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ดังแสดงในรูปด้านล่าง
|
รูปที่ 1 ผลการทดสอบปริมาณออกซิเจนและคาร์บอนในซิลิคอน |
3. ข้อมูลการทดสอบ
พารามิเตอร์ | 1 | 2 | 3 | เฉลี่ย | ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน |
ความเข้มข้นของคาร์บอน (1017ที่/ซม.3) | 1.16 | 0.879 | 1.02 | 1.02 | 0.14 |
ความเข้มข้นของออกซิเจน (1017ที่/ซม.3) | 6.85 | 6.86 | 6.87 | 6.86 | 0.01 |
บทสรุป
ซอฟต์แวร์ เอชเคแอล-1188 FTIR สำหรับการวิเคราะห์ปริมาณคาร์บอนและออกซิเจน ให้วิธีการที่สะดวกและรวดเร็วสำหรับการหาปริมาณคาร์บอนที่เข้ามาแทนที่และออกซิเจนที่แทรกอยู่ในวัสดุซิลิคอนผลึกเดี่ยว