表面化学分析 二次离子质谱 用均匀掺杂物质测定硅中硼的原子浓度 征求意见稿

1表面化学分析二次离子质谱用均匀掺杂物质测定硅中硼的原子浓度文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）ISO17560表面化学分析—二次离子质谱法—硅中硼的深度分析方法（S—Secondary-ionmassspectrometry—Methodfordepthprofilingofboroninsilicon）ISO18114表面化学分析—二次离子质谱法—从离子注入的参考物质中确定相对敏感系数（Surfacechemicalanalysis—Secondary-ionmassspectrometry—Determinationofrelativesensitivityfactorsfromion-implantedreferen氧或铯离子束撞击到样品表面并对发射出的硼和硅的二次离子进行质用均匀掺杂的二级参考物质（经离子注入原4.1原始参考物质注：美国国家标准和技术研究院（Nationa4.2二级参考物质4.2.1二级参考物质用于确定各测试样品中硼的原子浓度。至少应有一块掺硼和一块不掺硼的参考物2注：近似硼原子浓度可从晶片电阻率得到的载流子浓度确定。电阻率测量的步骤和电阻率与载流子浓度间转换的注：由于仪器的不同和被检测离子的类型的不同，SIMS测出的同位素比常有偏差。在磁偏转质谱仪器中10B28Si-被分析的样品应具有镜面抛光的表面。样品应切割成适于分析的尺寸并在必要时去油和清洗。正23负27.4.2依照厂商的说明书或当地成文的步骤，应检测有适当离当天体参考物质测量所用的相同条件来测量。应当依照I平均积分离子强度比Aimp。7.5.1.2下式可求出已标定参考物质的相对灵敏度因子：RSFimp=（1）Φ——已标定参考物质中注入硼（无论是17.5.2.1测量应在样品架窗口的中心区进行。当体参考物质的硼离子强度高时，应注意不要使检测器47.5.2.2所有体参考物质都应测量硼和硅的深度分布。下列数据的取样应在所有的表面污染都已去除7.5.2.3在同一分析位置，硼和硅二次离子J11=（3）I——每块参考物质测量循环i和测量位置j的11B离子强度；I——每块参考物质测量循环i和测量位置j的硅离子强度；J11——每块体参考物质的11B平均离子强度比；（4）J——来自RM-BG的10B平均本底（5）7.5.1得到的RSFimp值应该用作校准的相对灵敏度因子。在每块体参考物质中11B原子浓度都应该用如果已标定参考物中注入的是10B，应该用7.5.2得到的质量歧视修正因子：5Ccal=RSFimpδ(J−J)（6） Ccal=RSFimp(J−J)（7） 8.1.1工作相对灵敏度因子应由下RSFwork=（8）RSFwork——从所选体参考物质中得到的工作相对Ccal——所选体参考物质中经校准的11B原子浓度；8.1.2对试样测量的质量歧视修正因子δm应该α0m——所选体参考物质的真实同位素比；6 C——试样中的总硼原子浓度；值得注意的是重复性数据中可能包含由于样品不均匀性带来的9测试报告d）仪器性能信息和本标准规定所用线性评估方法（7A.1概要A.2硅体样品中载流子浓度的确定通过水银探针测定电容-电压的方法直接确定体硅晶中载流子浓度[1]。然而由于此方法要用到肖特基结，它的应用受到限制。其适用的载流子浓度也限于4×10因而常在整个电阻率范围内测量电阻率并将其转化为载流子浓度。SEMIMF4是测量电阻率的标准方法，而SEMIMF723[4]A.3外延硅层载流子浓度的确定A.3.1载流子浓度的直接确定子浓度。然而由于肖特基结的形成或样品的制备，其适用范围限于载流子浓度从4×1013cm-3~8×1016cm-3。延层，然后测出外延层的薄层电阻和厚度，再用薄层电阻乘厚度，通常就可得到外延层的电阻SEMIMF374[5]是外延硅层薄层电阻的标准测试方法。利用外延层厚度，根据SEMIMF723将电阻A.3.3测量外延层厚度的标准A.3.4可供选择的测定外延层厚度方法SEMIMF672[8]表述了用扩展电阻探针测量硅片电阻率剖面分布的标准测试方法，SEMIMF674[9]100rm）的厚度。当载流子浓度高到做CV测量的肖特基结难8A.4.1体硅样品A.4.2外延硅样品9从一块硼掺杂浓度约为1×1019atoms/cm3锭相邻位置切下两块掺硼体硅片。其中一片被切成多个B.4.1表B.1和图B.1给出了每个实验室的同B.4.211B原子与10B原子之比的平均值和重复性（2σ)如下所示：由于NISTSRM951的硼同位素比值的相对不确定度为0.08%（2σ),测量不确定度由NISTSRM951B.4.3表B.1还给出了每个实验室用于测量αβ123456789αβ6123b——正离子仪器的性能应该用表1给出的3块不同硼掺杂水平体参考物质(RM-A,RM-B和RM-C)和不掺硼参考C.3.1RM-C中10B与11B间峰谷的最小离子强度应低于11B峰最大离子计C.3.229Si30Si和30Si30Si间峰谷的最小离子强度应低于29Si30Si峰最大离子计数的1％。RM-A中的二次硼离子（或硼原子团簇离子）强度应至少比用C.5.1为得到平均强度比和标准偏差，RM-C中的硼离子（或硼原子团簇离子）强度对硅离子（或硅α0k——每块体参考物质的真实同位素比；J——每一体参考物质的11B平均离子强度比；J——从RM-BG得到11B的平均本底离子强度比。如果α0k未知，应该用天然的同位素比（其值为4.025）。给出应算出3块体参考物质相对灵敏度因子的平均值和标准偏差。标准偏差不应超过平均相对灵敏度因％，依照ISO5725-2规则计算了重复性和再现性[11]。要求每个参加的实验室分析4种样品并报告3个独立片以及一块硼掺杂浓度约为1×1019atoms/cm3的体硅片。还准备了一块n型硅片用于本底检测。从这些按ISO5725-2，分别用Cochran检验法、G12个用正离子检测模式的实验室和6个用负离子检测模式的实验室完成了这项测试。依照ISOSr1234X——平均值rSr15263545X——平均值r[1]SEMIMF1392-0307,TestMethodforDeterminingNetCarrierDensityProfilesinSiliconWafersbyCapacitance-VoltageMeasurementswithaMercuryPr[2]SEMIMF43-0705,TestMethodsforResistivityofSemiconductorMaterials[3]SEMIMF84-0307,TestMethodforMeasuringResistivityofSiliconWaferswithanIn-LineFour-PointProbe[4]SEMIMF723-0307,PracticeforConversionbetweenResistivityandDopantorCarrierDensityforBoron-Doped,Phosphorus-Doped,andArsenic-DopedSilicon[5]SEMIMF374-0307,TestMethodforSheetResistanceofSiliconEpitaxial,Diffused,Polysilicon,andIon-implantedLayersUsinganIn-LineFour-PointProbewiththeSingle-ConfigurationProcedure[6]SEMIMF95-1107,TestMethodforThicknessofLightlyDopedSiliconEpitaxialLayersonHeavilyDopedSiliconSubstratesUsinganInfraredDispersiveSpectrophotometer[7]SEMIMF110-1107,TestMethodforThicknessofEpitaxialorDiffusedLayersinSiliconbytheAngleLappingandStainingTechnique[8]SEMIMF672-0307,TestMethodforMeasuringResistivityProfilesPerpendiculartotheSurfaceofa[9]SEMIMF674-0705,PracticeforPreparingSiliconforSpreadingResistanceMeasurementsAWA,T.,BIRCK,J.-L.,andAfnaturalrocksamplesusingaboron-mannitolcom