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文檔簡介

國家標(biāo)準(zhǔn)《硅中代位碳原子含量紅外吸收測量方法》編制說明(征求意見稿)1、立項(xiàng)目的和意義單晶硅是目前國內(nèi)外大規(guī)模集成電路的主要材料,提高單晶硅質(zhì)量主要是降低材料中的各種有害雜質(zhì)含量。碳雜質(zhì)的存在對(duì)于單晶硅直接影響后續(xù)器件的軟特性和擊穿電壓。生產(chǎn)硅單晶的原材料和生長環(huán)境極易使碳雜質(zhì)被引入到硅晶體中去,如果要提高單晶硅質(zhì)量和器件成品率,就必須嚴(yán)格控制硅材料中的碳含量。一般硅單晶中碳含量比氧含量低一個(gè)數(shù)量級(jí),同時(shí)在碳吸收峰附近有一個(gè)非常強(qiáng)的硅晶格吸收峰干擾測定,增加了碳含量準(zhǔn)確測試的難度。影響碳含量準(zhǔn)確測試的因素很多,GB/T1558-2009中很多內(nèi)容的表述和規(guī)定不夠明確。本次修訂通過調(diào)研查閱國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),完善和補(bǔ)充了GB/T1558方法原理、測試環(huán)境條件、碳吸收譜基線選取方法,更改干擾因素、試樣制備等。紅外吸收法測試硅中代位碳原子含量在國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,在國內(nèi)硅材料有關(guān)生產(chǎn)廠家和專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)均采用該方法。通過修訂該標(biāo)準(zhǔn),旨在規(guī)范測試方法的適用范圍、干擾因素、試樣制備、測試譜圖基線的選取、測試環(huán)境條件等,減少對(duì)碳含量測試的影響因素,提高硅單晶中碳含量測試的準(zhǔn)確性。同時(shí),該標(biāo)準(zhǔn)可用于硅材料工藝控制、研發(fā)和驗(yàn)收,對(duì)促進(jìn)我國半導(dǎo)體工藝控制技術(shù)水平和提高半導(dǎo)體硅材料的國際競爭力均具有十分重要的意義。源根據(jù)《國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)關(guān)于下達(dá)2021年第四批推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計(jì)劃的通知》(國標(biāo)委發(fā)[2021]41號(hào))的要求,由中國電子科技集團(tuán)公司第四十六研究所、浙江金瑞泓科技股份公司、有研半導(dǎo)體材料有限公司、上海合晶硅材料股份有限公司負(fù)責(zé)修訂《硅中代位碳原子含量紅外吸收測量方法》,計(jì)劃編號(hào)為20214650-T-469,下達(dá)日期2022-01-04,項(xiàng)目周期18個(gè)月。3主要工作過程項(xiàng)目立項(xiàng)之后,成立了標(biāo)準(zhǔn)修訂小組,落實(shí)了標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容、涉及范圍、檢測和參與單位、時(shí)間節(jié)點(diǎn)等工作,標(biāo)準(zhǔn)編制組于2022年8月初完成了標(biāo)準(zhǔn)草稿。后期,需要根據(jù)反饋意見修改標(biāo)準(zhǔn);做硅中碳含量測試循環(huán)實(shí)驗(yàn),完成更改該標(biāo)準(zhǔn)精密度的工作。4、標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位及人員所做的工作牽頭單位中國電子科技集團(tuán)公司第四十六研究所,具備拉制單晶硅、砷化鎵、碳化硅、氧化鎵、硫化鎘等多種半導(dǎo)體材料能力,承擔(dān)過多項(xiàng)國家重大課題。修訂該標(biāo)準(zhǔn)的中電46所質(zhì)檢中心成立于1988年,曾承擔(dān)過國家的重大課題幾十個(gè),編制幾十個(gè)國家、行業(yè)電子材料測試標(biāo)準(zhǔn)。于1991年通過國家技術(shù)監(jiān)督局計(jì)量認(rèn)證(CMA),2010年通過中國合格評(píng)定國家認(rèn)可委國家實(shí)驗(yàn)室(CNAS)認(rèn)可,是國家電子功能材料及輔助材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心。建筑面積4700㎡,擁有表面/界面、結(jié)構(gòu)、成分、電學(xué)參數(shù)、光學(xué)參數(shù)等大型測試儀器60多臺(tái),具備測試半導(dǎo)體材料結(jié)構(gòu)、光學(xué)參數(shù)、硬度和表面、雜質(zhì)含量的綜合分析測試能力。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位中的中國電子科技集團(tuán)公司第四十六研究所為牽頭單位,組織了標(biāo)準(zhǔn)起草和試驗(yàn)復(fù)驗(yàn)工作,浙江金瑞泓科技股份公司、有研半導(dǎo)體材料有限公司、上海合晶硅材料股份有限公司對(duì)標(biāo)準(zhǔn)各環(huán)節(jié)的稿件進(jìn)行了審查修改,參與了復(fù)驗(yàn)工作,確保標(biāo)準(zhǔn)符合GB/T1.1的要求,在標(biāo)準(zhǔn)研制過程中積極反饋意見,為標(biāo)準(zhǔn)文本的完善做出了貢獻(xiàn)。二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則及確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的依據(jù)(1)本文件編制主要依據(jù)GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》、GB/T20001.4-2015《標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)則第4部分:試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》的原則進(jìn)行起草。(2)本標(biāo)準(zhǔn)以國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1558-2009為基礎(chǔ),參考國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)SEMIMF1391-1107,對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了補(bǔ)充和修訂。主要是更改了原國標(biāo)GB/T1558-2009測試方法的適用范圍、方法原理、術(shù)語和定義、干擾因素、試樣制備、精密度和報(bào)告,增加了碳吸收譜基線的選取方法、確定半高寬的方法,記錄測試數(shù)據(jù)的保留位數(shù)、測試環(huán)境條件。2、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的確定依據(jù)目前國外有新的SEMIMF1391-1107“硅中代位碳原子含量紅外吸收測量方法”出,調(diào)研查閱了國外ASTME131“分子光譜學(xué)術(shù)語”、SEMIM59“硅技術(shù)術(shù)語”、SEMIMF1391-1107、SEMIMF1723-1104“用區(qū)熔拉晶法和光譜分析法評(píng)價(jià)多晶硅棒的規(guī)程”等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)修改采用SEMIMF1391-1107“硅中代位碳原子含量紅外吸收測量方法”,對(duì)我國標(biāo)準(zhǔn)GB/T1558-2009“硅中代位碳原子含量紅外吸收測量方法”進(jìn)行修訂。2.1適用范圍中增加“本標(biāo)準(zhǔn)也適用于按照GB/T29057切取和制樣的多晶硅中碳含量的測試。”2.2、修改了方法原理、術(shù)語和定義、干擾因素,試樣制備、精密度和試驗(yàn)報(bào)告。1)在“方法原理”中增加了“低于室溫碳含量檢測限的硅單晶,用低溫傅里葉變換紅外光譜儀可以測試其碳含量,具體測試方法見GB/T35306”;2)依據(jù)SEMIMF1391-1107對(duì)術(shù)語“基線”和“基線吸收”進(jìn)行修改;3)在“干擾因素”中增加多晶硅、測試環(huán)境溫度對(duì)測試結(jié)果的影響;4)在“試樣制備”中修改“測試樣品和參比樣品的研磨和拋光要求”、“對(duì)參比樣品選取5)根據(jù)試驗(yàn)情況,修改該標(biāo)準(zhǔn)的精密度;6)修改試驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容。2.3、由于硅單晶中的雜質(zhì)種類及雜質(zhì)含量的增加,會(huì)引起硅單晶紅外吸收光譜基線的傾斜,為了減少以最小吸光度做基線帶來碳含量計(jì)算的誤差,增加了碳吸收譜基線的選取方法,具體方法列在附錄中。2.4、為了準(zhǔn)確定性碳雜質(zhì)的存在,判斷碳含量是否低于檢查限未檢出,增加精確確定碳峰半高寬的方法,具體方法列在附錄中。2.5、為規(guī)范測試結(jié)果的精確性,增加了測試數(shù)據(jù)的保留位數(shù)。2.6、為減少測試環(huán)境對(duì)碳含量測試的影響,增加測試環(huán)境條件的規(guī)定。本標(biāo)準(zhǔn)為第三次修訂,以國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1558-2009為基礎(chǔ),參考國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)SEMIMF1391-1107,對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了補(bǔ)充和修訂。主要是更改了原國標(biāo)GB/T1558-2009測試方法的適用范圍、方法原理、術(shù)語和定義、干擾因素、試樣制備、精密度和報(bào)告,增加了碳吸收譜基線的選取方法、確定半高寬的方法,記錄測試數(shù)據(jù)的保留位數(shù)、測試環(huán)境條件。根據(jù)各實(shí)驗(yàn)室提供的測試數(shù)據(jù),確定了目前國內(nèi)該項(xiàng)測試技術(shù)的精密度水平。修訂該標(biāo)準(zhǔn)可用于半導(dǎo)體材料工藝控制、研發(fā)和驗(yàn)收,對(duì)促進(jìn)我國半導(dǎo)體工藝控制技術(shù)水平和提高半導(dǎo)體硅材料的國際競爭力均具有十分重要的意義。四、與現(xiàn)行法律、法規(guī)、強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)配套情況本標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)GB/T1558-2009《硅中代位碳原子含量紅外吸收測量方法》的修訂和補(bǔ)充,僅修訂了測試技術(shù)內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)、格式,與現(xiàn)行的法律、法規(guī)及國家標(biāo)準(zhǔn)、國家軍用標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等均沒有沖突,不涉及知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛。五、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)編制組根據(jù)起草前確定的編制原則進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)起草,標(biāo)準(zhǔn)起草小組前期進(jìn)行了充分的準(zhǔn)備和調(diào)研,并做了大量調(diào)查論證、信息分析和試驗(yàn)工作,標(biāo)準(zhǔn)在主要技術(shù)內(nèi)容上,行業(yè)內(nèi)取得了較為一致的意見,標(biāo)準(zhǔn)起草過程中未發(fā)生重大分歧意見。六、標(biāo)準(zhǔn)作為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)或推薦性標(biāo)準(zhǔn)的建議本標(biāo)準(zhǔn)是目前主流的硅中碳含量的測試方法,建議將本標(biāo)準(zhǔn)作為推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。七、廢止現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議本標(biāo)準(zhǔn)頒布后,將代替GB/T1558-2009《硅中代位碳原子含量紅外吸收測量方法》,GB/T1558-2009標(biāo)準(zhǔn)可廢止。八、貫徹國家標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議本標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施與現(xiàn)有的其他標(biāo)準(zhǔn)沒有沖突之處。本標(biāo)準(zhǔn)的制定和推廣,有利于規(guī)范行業(yè)的發(fā)展,有利于國內(nèi)硅材料的質(zhì)量監(jiān)

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