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国家标准计划《硅和锗体内少数载流子寿命的测定 光电导衰减法》由 TC203(全国半导体设备和材料标准化技术委员会)归口,TC203SC2(全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分会)执行 ,主管部门为国家标准委

主要起草单位 有研半导体材料有限公司广州昆德科技有限公司中国计量科学研究院青海黄河上游水电开发有限责任公司新能源分公司

目录

基础信息

计划号
20210889-T-469
制修订
修订
项目周期
18个月
下达日期
2021-04-30
公示开始日期
2020-08-17
公示截止日期
2020-08-31
标准类别
方法
国际标准分类号
77.040
77 冶金
77.040 金属材料试验
归口单位
全国半导体设备和材料标准化技术委员会
执行单位
全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分会
主管部门
国家标准委

起草单位

目的意义

半导体材料中的杂质沾污始终是行业面临的最大问题,也是影响材料质量最重要的问题,金属杂质在半导体中的含量直接影响后续器件的成品率、器件的性能,甚至直接导致器件的报废。

但是,半导体材料尤其是硅和锗中的杂质含量都不高,特别是其中的金属杂质,基本上都要求小于ppb水平,测试难度很大。

因此测试单晶棒或单晶片中少数载流子寿命来评价硅、锗中的金属沾污水平,一直是半导体材料测试中的重要方法,也是硅、锗单晶的基础技术指标之一。

半导体材料的非平衡载流子寿命是与半导体材料中的金属含量、晶体结构完整性直接有关的物理量,因为半导体硅、锗中的重金属杂质都是深能级杂质,这些杂质往往有两种不同的带电状态,这使得它们无论是对电子还是空穴都有一定的俘获能力,并起到复合中心的作用,因此,当半导体中依靠光激发或电注入等方法产生非平衡载流子时,这些深能级的复合中心起到了主要的复合作用,半导体材料中的重金属杂质复合中心越多,非平衡载流子的复合衰减速率就越快,寿命也就越短。

本标准中规定的光电导衰减法自上世纪60年代就用于测试硅、锗单晶中的少数载流子寿命,进而评价单晶质量,目前在国内外硅、锗半导体材料企业中仍然普遍使用。

之前涉及寿命测试的标准不多,本标准是一个常规测试方法。

而随着太阳能电池等低电阻率产品的普遍使用,为了提高信噪比,发展了中注入水平甚至是高注入水平的寿命测试方法。

目前,业内对这些方法的适用范围和相互之间的差异,甚至是对少数载流子寿命的概念非常模糊。

GB/T 1553-2009的应用存在了模糊地带,继续修订该标准以严格界定这些方法的区别和适用范围。

范围和主要技术内容

本次修订内容: 1. 除保留本方法中的直流光电导测试方法之外,将附录中国内厂家普遍使用的高频光电导方法移至正文中。 2. 修订少数载流子寿命的测试条件,明确使用本方法测试少数载流子寿命时必须满足小注入的条件。 3. 修订测试样品的要求。 4. 增加高频光电导法测试少数载流子寿命的干扰因素。 5. 开展巡回测试,得出直流光电导和高频光电导方法的精密度。 6. 参照SEMI MF28-0317,结合测试经验,对原标准内容进行进一步完善。