SJZ 3206.13-1989 半导体材料发射光谱分析方法通则.pdf

中华人民共和国电子工业部指學性技术文件
J/Z3206.13~8
半导体材料发射光谱分淅穷浤通别
本标准适用于锗、確、砷化镓、化铟和锑化铟等半导体衬料发射光谱分析方法的
一般通则,其内容包括基本原理、仪器、标准溶液配制、样品处理方法、摄谱条件的迪
择、以及有关的一般规定。
引标准
1.1GB9259-~88发射光谱分析名词术语
2SJ/Z3206,3-~89发射光谱分析用仪器及其性能要求
1,3S.J/Z3206,11--89发射光谱定量分析方法通刃
1.4SJZ9206,4~-89光谱感光板使用通则
1,5SJ/Z3206.14~89光谱化学分析误差及实验数据处理方法通则
2本?
在进行光谱激发之前。完将半导体材料梯品中的基体元素用化学方法进行分,
元豢被富集浓縮,然后用溶液千渣法或粉嗫附法元萦进行光谧定定。
3要对品先进行化学处理的懵况有下列几种
3.1试样中杂质元素的含量低于直接光谱法的检测限(104~10-5%),如不经分
离富集,则无法进行测定。
3,2基体元素的光谱比较复杂,影杂质元素分析线及内标线的测量。
3.3基体元素组分的变化对杂质元素的谱线强度有显影响。
3.4基体元素有很强的蘇性或放射铫,在激发过程中会污染环境,损害人体健康。
分离基体后的杂质浓缩物使用不阎激宏源进行激发,产生各杂质元寮的特征光谱线,
然后根据谱线的强度或黑度,由logR与1ogC或△S与logC.℃作出线求得试样中各杂质元
素的含量。光谐定量分析方法见SJ/Z3206.11~-89。
仪器及工作象件
可根据不同仪器条件及分析要求进行选择,以下仅列出典型的仪器参数及工作条
件
4.1激发源
4.1.1续交流电弧:电流5~8A,曝光40~60s。
4,1,2断缤交流电弧:燃脉冲颕衤240Hz,脉冲持缤肘间1/10s,间歇时沉1,5./10s。电
中华人民共和露鬼子エ业部1989·02-10发布批准
1989-03~01突施
S/Z3205、13-~-89
洷8∧、曝光1miロ
4,1,3直流电弧:电流5~20A,爆光20~60s,上电极为明极,下电极为孔状阳极。
A.1,4高压火化:电压10700V、电感1.5mH1、电谷600p、張光2min。
1.5电感潮合高频等离」体(CP):频率32MHz、功率3.5よW、高压3000
d00V、流0,8~1A、栅流100~200nA,張光30~60s。
4,2试样引入系统
可使用设电极、石电极、铜电极或溶液直接零化系統一一气动化器、超声雾化
4.3分光系流
可使用石祾瑗谱仪或光栅光谵仪,倒数线色散率0,5~1nm/mm、波长范围
200~600nrn
4检测系
可使用熙悃法或光电记录法。照相法需要规定条件选择光谱感光板进行显影、
定影、干燥等处斑。然戶用测光度澍量谱片上光谱线的黑度。光电记录法采用光电
倍增管将光试转变为电讯号,并由计算杌进行数据处理。
5禅品处理方決
样品处悬将半体材料中的基体成分分离除去,杂质元素被富集浓缩。分离方
法有两类:分离和分离杂质。
5。1分离方法的选择标准
5.1.1在保证杂质元素不受损失而充分得到富集的前提下,基体元素应尽可能地分离
完全,以免影啊杂减元素的测定。
5,1,2被测定的杂质元素要全部或尽可館多地转移到富集物中去,但也要避免来自环
境、容器、试剂和操作者本身的活污。要求杂质元素的回收率在80%~120%之间,并
尽可能接100%。
5.2。3要尽可能少用化学试剂(包括种美和数量),而且容易提纯。要求所用试剂中
含少含被测定来质。以利于降低空白值。
1,4操作銜使、快連、期短、成本低、取样最尽可能少。
52半浮体材料分析常焆分离方法
半体材料光分折常用的分离方法有挥发、萃取、沉淀、离子交换、电解等。
表1为主要哔?体材料常用的分离方法。
SJ/23206,13--89
表1半导体材料基体和质分离富方法
基体元素料种类分离对象
分离霤集
Si
si、SiO
基体
用HF士HINO+HSO4处理,以SiF挥发
Si、SiOg
基体用HF蒸汽处理,以SiF挥发
SIHCIS
某体
加热挥发,残留SiO2再用HF处理
Sicl
Ge、Ge
基体
用HC1处運,GeCI4挥
Gec
Ga
a、GaC1
基体
用各种光在6~12MHC1中取氯“化勿
GA
杂质用Bi(OH)g共沉杂质
A
A
甚你」灬?C!、HBr、Br2处理,以区化的
A
杂质
阳离了、予交换樹脂泥床质
Asci
基体
加热挥发、残賀的As2O用HBr处現
GB、A
GaA
基体
种以鹵化物浑发、镓用醚类在8MHC1中体取
Ga、As
GaA
杂质
氯仿和二硫腙萃取
Ga、A
Gaas
基体1用干燥的Bx、王C1蒸汽,使Ga、As以卤化物挥发
基体
用醚类从盐酸或氢溴酸中萃取鹵化物
杂质
用8一羟基喳嚇及氯仿萃取
Sb
Sb、SbCl1「基体「用HBr和Br使以溴化物挥发
Sb
Sb
杂质用氯仿二硫腙萃取
In、P
基体「用乙醚从5 M EBR中萃取溴化铟
In、P
杂质
用巯酸共沉淀分离
丁n、Sb
「aSb
基体」用乙从5MHBr中
In、Sb
Insb
基体「用二(2ー乙基、基)称酸从MHBr落取
As
丁nAs
基体1砷以鹵化物挥发,用二乙発从7MHBr中率取
Ga、P
Gap
杂质「用氯仿率取二乙接一硫代甲盐
8标准海液的配
先取各被测杂质的纯元素或其化合物,用酸或水溶解后配制成1mg/m1的标准溶
液,通常各溶滚中謐酸浓度约1M,盛于聚乙烯塑料瓶中备用。
视各杂质元素检测限的不同及实际存在的含量水平,取一定量的标准溶液,配制
成合母液,然后用.5M盐酸逐级番释,配制成一套标准系列。半导体材料光谱分析