ICS 77.040 H 21 中华人民共和国国家标准 GB/T 26068—2018 代替GB/T26068—2010 硅片和硅锭载流子复合寿命的测试 非接触微波反射光电导衰减法 Test method for carrier recombination lifetime in silicon wafers and silicon ingots-Non-contact measurement of photoconductivity decay by microwave reflectance method 2019-11-01实施 2018-12-28发布 国家市场监督管理总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T 26068—2018 目 次 前言 1 范围 2 规范性引用文件 术语和定义 3 4 方法原理 干扰因素 5 仪器设备 6 7 试剂 8 样品 测试步骤 9 10 精密度· 11 试验报告 附录A（资料性附录） 注入水平的修正 10 附录B（资料性附录） 注人水平的相关探讨 11 附录C（资料性附录） 载流子复合寿命与温度的关系… 14 附录D（资料性附录) 少数载流子复合寿命… 17 附录E（资料性附录） 测试体复合寿命、少数载流子寿命和铁含量的进一步说明 19 附录F（资料性附录） SEMIMF1535-1015中的测试方法目的和精密度 23 参考文献 GB/T26068—2018 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准代替GB/T26068一2010《硅片载流子复合寿命的无接触微波反射光电导衰减测试方法》。 本标准与GB/T26068一2010相比，除编辑性修改外，主要技术变化如下： 将标准名称《硅片载流子复合寿命的无接触微波反射光电导衰减测试方法》改为《硅片和硅锭 载流子复合寿命的测试非接触微波反射光电导衰减法》； 一增加了使用微波反射光电导衰减法测试单晶硅锭和铸造多晶硅片、硅锭载流子复合寿命的内 容（见第1章、9.2）； 一将范围中测试样品的室温电阻率下限由"0.052·cm~12·cm"改为"0.052·cm～102· cm”，载流子复合寿命的测试范围由“0.25us到>1ms”改为“>0.1us”，删除了2010年版的 1.3（见第1章，2010年版的1.2、1.3）； 一规范性引用文件中增加了GB/T1551，删除了GB/T1552、SEMIMF1388、SEMIMF1530，删 除了GB/T1553—2009、YS/T679—2008中的年代号，增加了GB/T11446.1的年代号2013 （见第2章，2010年版的第2章）； 修改了术语注人水平、复合寿命、表面复合速率、体复合寿命和1/e寿命的定义（见第3章， 2010年版的第3章）； 一将2010年版1/e寿命定义的部分内容调整到干扰因素5.16，1/e寿命定义的注调整为干扰因 素5.13（见5.10、5.17,2010年版的3.6）； 表面处理方法增加了“表面持续电晕充电”（见5.1）； 增加了推荐的测试温度以及湿度、小信号条件、载流子陷阱或耗尽区、测试点距边缘距离对测 试结果的影响（见5.5、5.6、5.9、5.18、5.20）； 将2010年版的7.1部分调整到5.19（见5.19，2010年版的7.1）： 一增加了“薄膜、薄层、薄硅片或者其他材料的波长段的使用需经相关部门或组织测试认定”（见 6.2) ; 增加了“如果硅片厚度小于150μm，宜使用非金属硅片支架托”（见6.5）； 修改水的要求为"满足GB/T11446.1一2013中EW-Ⅲ级或更优级别要求（见7.1,2010年版的 7.2) ; 明确了碘、无水乙醇、氢氟酸、硝酸的纯度级别（见7.2、7.3、7.4、7.5）； 删除了关于取样的内容（见2010年版的8.1）； 一样品制备增加了“需要通过机械研磨和化学机械抛光或只通过化学抛光去除样品表面的残留 损伤后”（见8.2）； 一明确了硅片氧化处理的具体操作方式L见8.2a），2010年版8.4.1； 一样品制备中增加了“硅片表面持续电晕充电”的表面处理方法[见8.2c)]； 一删除了关于钝化之前用氢氟酸腐蚀掉样品表面氧化物的腐蚀时间的内容（见2010年版的 8.4.2.1) ; 硅片测试步骤中增加了“如果需要，记录并使用9.1.1中正、背面的状态”和“使用合适的波长， 记录所使用的激光波长和脉冲光斑大小”（见9.1.3，9.1.5）； 根据试验情况修订了精密度（见第10章，2010年版第11章）； GB/T260682018 本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会（SAC/TC203）与全国半导体设备和材料标准 化技术委员会材料分会（SAC/TC203/SC2)共同提出并归口。 本标准起草单位：有研半导体材料有限公司、瑟米莱伯贸易（上海）有限公司、中国计量科学研究院、 浙江省硅材料质量检验中心、广州市昆德科技有限公司、江苏协鑫硅材料科技发展有限公司、天津市环 欧半导体材料技术有限公司、北京合能阳光新能源技术有限公司。 本标准主要起草人：曹孜、孙燕、黄黎、赵而敬、徐红骞、高英、石宇、楼春兰、王昕、张雪、林清香、 刘卓、肖宗杰 本标准所代替标准的历次版本发布情况为： GB/T26068—2010。 IV GB/T26068—2018 硅片和硅锭载流子复合寿命的测试 非接触微波反射光电导衰减法 1范围 本标准规定了单晶和铸造多晶的硅片及硅锭的载流子复合寿命的非接触微波反射光电导衰减测试 方法。 本标准适用于硅锭和经过抛光处理的n型或p型硅片（当硅片厚度大于1mm时，通常称为硅块） 载流子复合寿命的测试。在电导率检测系统灵敏度足够的条件下，本标准也可用于测试切割或经过研 磨，腐蚀的硅片的载流子复合寿命。通常，被测样品的室温电阻率下限在0.052·cm～102·cm之 间，由检测系统灵敏度的极限确定。载流子复合寿命的测试范围为大于0.1us，可测的最短寿命值取决 于光源的关断特性及衰减信号测定器的采样频率，最长可测值取决于样品的几何条件及其表面的钝化 程度。 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文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T1550非本征半导体材料导电类型测试方法 GB/T1551硅单晶电阻率测定方法 GB/T1553石 硅和锗体内少数载流子寿命测定光电导衰减法 GB/T6616半导体硅片电阻率及硅薄膜薄层电阻测试方法非接触涡流法 GB/T6618硅片厚度和总厚度变化测试方法 GB/T11446.1—2013电子级水 GB/T13389掺硼掺磷掺砷硅单晶电阻率与掺杂剂浓度换算规程 GB/T14264半导体材料术语 YS/T679非本征半导体中少数载流子扩散长度的稳态表面光电压测试方法 SEMIMF978半导体深能级的瞬态电容测试方法（Testmethodforcharacterizingsemiconductor deep levels by transient capacitance techniques) 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 注入水平injectionlevel 在非本征半导体晶体或晶片内，由光子或其他手段产生的过剩载流子浓度与多数载流子的平衡浓 度之比 注：注人水平与激发脉冲停止后立即产生的初始过剩载流子浓度有关 1 GB/T26068—2018 3.2 复合寿命recombinationlifetime 在均匀半导体内空穴-电子对的产生和复合的平均时间间隔。 3.3 表面复合速率surfacerecombinationvelocity 过剩少数载流子在半导体晶体或晶片表面处的复合量度。由流向表面的空穴（电子）电流与空穴 （电子）电荷和表面处空穴（电子）浓度乘积之比得出。 3.4 体复合寿命bulkrecombinationlifetime tb 在空穴-电子对表面复合可以忽略不计的情况下，只是通过晶体内杂质和缺陷的复合作用所决定的 复合寿命。 3.5 基本模式寿命primarymodelifetime t1 衰减曲线上满足指数衰减部分的时间常数 注1：基本模式寿命受材料基体和表面性质的影响。 注2：基本模式寿命开始的起点是由计算机系统确认衰减曲线满足指数衰减后计算出的， 3.6 1/e寿命1/elifetime te 从激光脉冲注入的结束到微波衰减信号降到初始信号的1/e时的持续时间。 4方法原理 4.1本方法通过微波反射信号监测由于光脉冲激发样品产生过剩载流子引起的电导率的衰减，从而测 试过剩载流子的复合情况。即用特定功率密度（注水平）且能量略大于禁带宽度的短脉冲光使样品瞬 间局部产生过剩的空穴-电子对。光脉冲终止后，通过微波反射方法监控电导率的衰减，进而获得体复 合寿命、基本模式寿命和1/e寿命。 4.2使用窄束光源在样品表面不同区域进行重复测试，以获得载流子复合寿命的分布图。 4.3为了获得复合中心更详细的信息，可以在特定参数如注入水平或温度的不同数值下，进行重复 测试。 4.4本方法是非破坏性、非接触的。在测试后，如果样品的清洁度保持良好，可对其进行后续的工艺 操作。 5干扰因素 5.1样品的表面状况以及如何处理样品会影响测试结果。当载流子的扩散长度不大于硅片厚度的 得体复合寿命，应通过钝化、热氧化或者表面持续电晕充电的方法来消除硅片表面复合所产生的影响。 使用钝化液的处理方法，应确保获得稳定的表面以保证测试结果的可靠性。采