硅抛光片的主要技术指标、测试标准及硅片加工参数的测量方法

本文主要讨论硅抛光片的主要技术指标、测试标准以及硅片主要机械加工参数的测量方法。

硅片机械加工参数

硅抛光片的主要技术指标和测试标准可以参照SEMI标准、ASTM标准以及其他相关标准。

1.1 硅片机械加工参数的测量方法

进行宏观的常规检验，这通常在暗场或暗室中进行，通过目视或显微镜检测硅片表面的宏观缺陷，如划痕、波纹、橘皮、蚀坑、小丘、雾及杂质条纹等。

1.2 硅片表面状态质量参数

这些参数主要包括硅片表面的宏观缺陷（如划痕、波纹等）、表面颗粒含量、表面金属杂质沾污含量、表面纳米形貌及表面损伤、应力等。

这些参数反映了硅片表面的质量和纯净度，对于半导体器件的性能和可靠性有着重要影响。

晶向测量解析

在半导体行业中，硅单晶棒或晶片的晶向测量是确保IC芯片电路性能和质量的关键步骤。以下晶向测量的方法。

X射线衍射法：X射线衍射法是最常被采用的测量硅单晶棒或晶片晶向的方法。

其原理是利用X射线在晶体中的衍射现象，通过测量衍射角来确定晶体的晶向。

布拉格定律：nλ=2dsinθ，其中n为反射次数，d为相邻的结晶平面的间距，θ为入射X射线与反射面之间的夹角（布拉格角）。

晶面间距计算：对于立方晶系，晶面间距d可以通过公式d=a/（h²+k²+l²）¹/²计算，其中a为晶格常数，h、k、l为米勒指数。

其他方法：除了X射线衍射法外，还可以借助可直接观察的一些可辨别的特征（如腐蚀坑）或借助专用设备（如电子背散射衍射仪）来进行测量。

硅单晶棒或晶片的晶向测量是半导体行业中的一项重要技术，其准确性和可靠性对于确保IC芯片电路的性能和质量具有重要意义。

导电类型的测量解析

导电类型是半导体材料的一个重要电学参数，它决定了半导体材料的导电机制和性能。以下是对导电类型测量方法的详细解析：

3.1 导电类型的分类

根据硅单晶制备时所掺的元素不同，硅单晶可分为N型和P型两大类：

N型硅单晶：多数载流子是电子，依靠电子导电，又称电子半导体。掺杂物为VA族元素磷、砷、锑等。

P型硅单晶：多数载流子是空穴，依靠空穴导电，又称空穴半导体。掺杂物为ⅢA族元素硼等。

3.2 导电类型的测量方法

测量半导体材料导电类型的方法有多种，常采用的有整流效应法和温差电动势法。具体测试方法包括：

点接触整流法：

原理：通过两个探针与半导体材料接触，一个为欧姆接触，一个为整流接触，利用整流接触的单向导电性判断导电类型。

操作：将半导体材料和直流微安表与交流电源连接成串联电路，一个探针保证欧姆接触，另一个探针为整流接触。根据电流方向判断导电类型。

冷热探针法：

原理：利用两根不同温度的金属探针与半导体材料接触，根据温差电动势的方向判定导电类型。

操作：将冷热两根探针与半导体材料接触，根据检流计指针方向判断导电类型。热探针相对于冷探针的电性可指示半导体材料的导电类型。

实际操作注意事项

在使用冷热探针法时，探针的温度应保持在一定范围内（如40~80℃），对探针施加的压强要适中。热探针常用不锈钢或镍制成，探针的尖端一般呈圆锥体形状，以确保良好的接触和测温准确性。在进行整流效应法测量时，需要确保一个探针触点为欧姆接触，另一个为整流接触，以准确判断导电类型。

综上，导电类型的测量是半导体材料性能测试中的重要环节。选择合适的测试方法和遵循相应的测试标准，可以确保测量结果的准确性和可靠性。