ICS 29.045 H 83 SJ 备案号：50553-2015 中华人民共和国电子行业标准 SJ/T11496—2015 红外吸收法测量砷化中硼含量 Determination of boron concentration in gallium arsenide by infrared absorption 2015-04-30发布 2015-10-01实施 中华人民共和国工业和信息化部 发布 SJ/T 11496—2015 前言 本标准按照GB/T1.1一2009制定的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准起草单位：信息产业专用材料质量监督检验中心、工业和信息化部电子工业标准化研究院、 苏州晶瑞化学有限公司、天津中环领先材料技术有限公司。 本标准主要起草人：李静、何秀坤、刘兵、李翔、.付雪涛。 一 SJ/T 11496—2015 红外吸收法测量砷化中硼含量 1范围 本标准规定了在77K时，用红外吸收法来测定砷化镓（GaAs）中替位硼含量的方法。 本标准适用于电阻率大于10°Q·cm的半绝缘砷化傢单品中替位硼含量的测试，测量硼含量的有效 范围是从1×10l°at·cm到2×10l8at·cm3。 2方法原理 本标准利用低溢红外光谱的特性，随着温度的降低，半导体材料中的杂质，作为局域缺陷所引起的 特征吸收峰会变锐，吸收系数增加，提高检测灵敏度。本标准通过参比方法获得含硼样品的红外透射谱， 然后利用砷化中的替位硼在:77K时，在517cm（19.34μm）处红外吸收峰的吸收系数，来确定替位 硼含量。 3干扰因素 3.1在硼的吸收谱带附近有-个砷化镓双声子晶格的吸收振动谱带，测试时用参比方法扣除该晶格吸 收下扰。要求无硼参比样品的厚度与测试样品的厚度差应小于2%，以避免化镓晶格吸收的影响。 3.2对于硼浓度小予3×10l7at·cm3，可以使用分辨率1.2cm~1.5cm进行测试。对于接近检测下限 1×10l°at·cm3的低浓度硼含量，可以用分辨率0.5cm-"或更高分辨率进行测试。 3.3在77K时，砷化镓中替位硼在517cm处吸收谱带的半高宽（FWHM）.应为0.9cm。在光谱计 算时，较大的半高宽将导致测试误差。 4测量仪器和材料 4.1傅立叶变换红外光谱仪 对于傅立叶变换红.外光谱仪的分辨率应达到0.5cm或更好。 4.2千分尺 适用丁测量样品厚度的千分尺，准确度为±0.01mm。 4.3样品架 根据测试样品的实际尺寸，选择样品架上遮光孔径的人小，以确证红外光束全部从样品上通过，并 且样品架应垂直或基本乘直于红外光束的轴线方向。 4.4低温恒温装置 保证测量过程中，能使测试样品的温度降至100K以下，可采用液氮降温，并且要求低温恒温装置 样品室的窗片，用在450cm~600cm范围内能透光的光学材料制作（例如碘化）。 SJ/T 11496—2015 式中： R 反射率，%； 折射率； n 波数，cm"; v d 样品厚度，cm； 吸收系数α（v），包括硼的吸收系数αB（v）及基体声子吸收系数。 a 如果样品没有平行的光学表面，就需要考虑样品的平均厚度和仪器分辨率对测试的影响，则样品光 谱的T由公式（3）得出： (3) 1 R² exp(-2αd) 当分析硼的吸收光谱时，77K时样品在517cm波数附近有16cm"的强基体吸收如图1所示。因此， 多重反射将被忽略。则样品光谱的T由公式（4）得出： T = (1 R) exp(-αd) (4) 4.6 cm 吸收系数 C,=1.3×10"cm C,=8X10"°cm 1 Ba 10Bea X20 450 500 517 540550 600 波数（cm"） 注：测试分辨率1.3cm，厚度为0.15cm的样品在77K下测量，硼含量分别为1.3×10/7at·cm²、8×10l5at·cm3 的吸收光谱。 图1半绝缘砷化镓单晶样品的吸收光谱 8.2硼的吸收系数 考虑到测试样品和参考样品的反射率，硼吸收系数αB(v)可由公式（5）推导计算 = () (ln(Trg (v) - n(Tsampie (v) *· (5) 式中： ·参考样品通过率； Tsample 测试样品通过率。 3 SJ/T11496—2015 8.3总硼的吸收 总硼的吸收Ia，可以通过测试样品中硼的吸收系数αB(v)，然后利用公式（6）来计算： la= Jαg(v)dv.. (9) 8.4硼浓度 硼浓度Cs可由公式（7）计算，可以通过测量已知浓度的标样来校正测试样品的硼浓度。 C=IaxF.. (7) 式中： CB 硼浓度，cm3； la 总硼的吸收； F 校正因子，F=1.1×1017cm。 9精密度 该精密度数值是选取-·片Φ1cm厚度为2mm的砷化镓单品双抛片，在同实验室由同一试验人员 在其中心位置重复测十次该样品硼含量得到的，硼含量的平均值为2.2×1017at·cm3，标准偏差为 0.074×10l7at·cm^3，对标准偏差为3.4%。 10报告 测量报告应包括如下内容： 样品来源； a) b) 样品名称、规格型号； c) 测试样品和参比样品编号： d) 测试样品和参比样品厚度： c) 样品光照区域的位置和尺寸； f) 测量次数及扫描分辨率； g) 光谱图吸收峰的半高宽； 吸收峰的波数，cm"； h) i) 硼的吸收系数αB，cm"； j) 硼的浓度CB，cm"； k) 所使用的标定因子； 测量环境： D 测量仪器型号； m) n) 测试者姓名、测试单位、测试日期。 2015 SJ/T 11496- 中华人民 共 和 国 电子行业标准 红外吸收法测量砷化镓中硼含量 SJ/T11496—2015 * 中国电子技术标准化研究院 编制 中国电子技术标准化研究院 发行 电话：（010）64102612传真：（010）64102617 地址：北京市安定门东大街1号 邮编：100007 网址：www.cesi.cn * 5 开本：880×1230 1/16 字数：15千字 2015年8月第一版 2015年8月第一次印刷 印数：200册定价：25.00元 版权专有 不得翻印 举报电话：（010）64102613