ICS 29.046 H 83 SJ 备案号：50557-2015 中华人民共和国电子行业标准 SJ/T11500—2015 碳化硅单晶晶向的测试方法 Testmethod for measuring crystallographic orientation ofmonocrystalline silicon carbide 2015-04-30发布 2015-10-01实施 发布 中华人民共和国工业和信息化部 SJ/T11500—2015 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 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。 本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会（SAC/TC203）归口。 本标准起草单位：中国电子科技集团公司第四十六研究所、工业和信息化部电子工业标准化研究院。 本标准主要起草人：丁丽、郝建民 周省意 娴、何季坤、冯亚彬、装会川。 2 ND SJ/T11500—2015 碳化硅单晶晶向的测试方法 1范围 本标准规定了利用X射线衍射定向法测定碳化硅单晶晶向的方法。 本标准适用于晶型为6H和4H的碳化硅单晶的晶向测定。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用标准，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T14264半导体材料术语 3术语和定义 GB/T14264界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 布拉格角 braggangle 入射的X射线照射到样品上，在满足反射定律的方向设置反射线接收装置，入射线与反射面之间的 夹角为布拉格角。 4方法原理 单晶中的原子以三维周期方式排列，可看作由面间距为d的一系列平行平面组成，当一束平行的单 色X射线入射到该平面上，且X射线照在相邻平面之间的光程差为其波长的n倍（n为整数）时，就会产 生衍射。利用计数器探测衍射线，根据其出现的位置可确定单晶的晶向，如图1所示。 te 品面 图1×射线照射到单晶上几何衍射条件 SJ/T11500—2015 当入射光束与衍射平面的夹角θ、X射线波长入、晶面间距d、衍射级数n同时满足布拉格定律（见公 式（1））时，X射线衍射光束强度将达到最大值。常见的碳化硅单晶属六方晶系，其晶面间距d与晶胞 参数a、c及密勒指数h、k、1的关系见公式(2)。 n入=2dsin0 4h²+hk+k² 12 1 (2) a d2 C 5仪器设备 5.1X射线测试装置一般使用铜靶，X射线束靠一个狭缝系统准直。 5.2试样放置在支架上，使被测面可以绕满足布拉格条件的轴旋转 5.3入射X射线束、衍射X射线束、 面内，并可使入射X射线的 延长线与探测器轴向的夹角为两信 6 测试环境 6.1环境温度： 6.2环境湿度应不 测试程序 7.1选择布拉格角 表1和表 7.2 将探测器轴同 7.3将被测试样安 开 7.4开启X射线发生 测角仪，直到射线衍射强度最大为止。 7.5 记录测量角度l 7.6 将试样沿被测面 准面）法线以同一方向分别旋转90%、180°和270° 录测量角度y2、3和4 表1 衍射面 20 hkl (100) 33.549° (004) 35.670° (110) 59.994° (201) 71.233 (008) 75.760° 注：(hkl)晶面表示法等价于(hkil)，i=-(k+h)。 SJ/T11500—2015 表26H-SiC单晶20角（Cu靶kai)=0.15406nm） 衍射面 20 hkl (101) 34.182° (006) 35.588° (110) 60.153° (00,12) 75.654° (211) 100.20° 注：(hki)晶面表示法等价于(hkil)，i=-(k+h)。 结果处理 8 8.1 角度偏离分量α和β分别按公式（3）和（4）计算： α= (wi w3) (3) 2 1 B= (92-W4) (4) N 式中： α、β 角度偏离分量，单位为度（°）： 测量角度，单位为度（°） 、、和 8.2 被测平面与所要求的结晶平面之间的总角度偏离?按公式（5）计算： cosp=cosa-cosB (5) 当总角度偏离小于5°时，公式（5）可简化为： 0°=α°+β2 (6) 9精密度 在重复性条件下，本方法测得的碳化硅单晶晶向总角度偏离的标准偏差小于0.25°。 10 报告 报告应包括如下内容： 样品来源： a) b) 样品编号、名称、规格： c) 晶体参考平面： d) 被测平面与参考平面的两个偏离分量，总角度偏离； e) 测试环境； f) 测试仪器型号： g) 测试结果； h) 测试者姓名、测试单位、测试日期。 3