SJ_T 11501-2015碳化硅单晶晶型的测试方法.pdf

ICS 29. 045H 83备案号：50558-2015中华人民共和国电子行业标准SJ/T 11501—2015碳化硅单晶晶型的测试方法Test method for determining crystal type of monocrystalline silicon carbide2015－10－01 实施2015- 04- 30 发布SJ发布中华人民共和国工业和信息化部 SJ/T 11501—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、周智慧、蔺娴、何秀坤、冯亚彬、裴会川。，~-文囍:*.囍3楼T.: SJ/T 11501--2015碳化硅单晶晶型的测试办法1范围本标准规定了利用拉曼光谱测定碳化硅单晶结晶类型的方法。本标准适用于碳化硅单晶晶型的测定。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，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T14264　半导体材料术语13　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。3.1Raman scattering拉曼散射、-运动相互作用而引起的频率发生变化的散射，又称拉曼效应。光通过介质时，由于入射光与介质分子运方法原理4.当光照射到晶体上，晶体中的电子将被极化并产生感应电偶极矩，产生散射光，其中除有与激发光频率相同的弹性成分(瑞利散射)外，还有与激发光频率不相同的非弹性成分，其中由光学声子引起的非弹性散射称为拉曼散射。晶体中周期性排列的原子在其平衡位置附近不停地振动，这种振动是一种集体运动，形成格波，可将其分解成许多彼此独立的振动模，电子极化率会被晶格振动模调制，因此拉曼散射光包含晶格信息，利用它可进行晶型鉴别。在碳化硅中，由Si-C双原子层之间不同的堆垛方式，形成不同晶型的晶体。归纳起来有三类：3C，nH和3nR。在这些记号中，用（立方）、H（六方）和R（三方）字母表示晶体的点阵类型，用n表示原胞中包含化学式单位（碳化硅）的数目。3C-SiC只有一个拉曼活性模，此振动模是三重简并的，可分裂为一个波数为796cm的横模和一个波数为972cm的纵模。nH-SiC和3nR-SiC的结构则要复杂些，n愈大其原胞中含有的原子数目(2n)愈多，拉曼活性模的数目也就愈多。理论_上2H-SiC、4H-SiC、6H-SiC和15R-SiC的拉曼活性模的数目分别为4、10、16和18。不同结构碳化硅的Raman活性模数不同，产生Raman峰的位置也不同，因此用其确定碳化硅的晶型。 SJ/T 11501-20155仪器设备拉曼光谱测试仪示意图如图1所示。激光束集光系统样品光电倍增管放大器记录仪双连单色仪图1拉曼光谱测试仪示意图6测试环境6.1温度：（18～28）℃。6.2相对湿度应不大于 75%。6.3测试时要避光。7测试程序7.1:打开计算机电源开关和拉曼光谱仪开关，预热激光管30min以上。7.2开启光源，用硅片进行仪器校准。7.3将待测碳化硅样品固定在样品池中。7.4调节聚焦透镜，使光聚焦在被测样品表面。7.5设定合适的激光波长、光栅宽度、扫描时间、扫描次数、扫描间隔、光谱范围。7.6调节收集透镜，使光聚焦在检偏振器的狭缝中，使散射光进入双单色器。7.7当样品的拉曼信号最强时，开始进行样品谱图采集。7.8记录拉曼光谱谱线波数。7.9打印并保存拉曼光谱图。2 SJ/T 11501—20158结果分析将测试结果分别与不同晶型碳化硅单晶的拉曼光谱数据（见表1）及标准拉曼光谱图（见附录A）进行比对，根据不同晶型所占的比例确定碳化硅单晶晶型。附录A中图A.1～图A.5分别给出了不同晶型碳化硅单晶（3C-SiC、2H-SiC、4H-SiC、6H-SiC和15R-SiC）在背散射几何配置下的的拉曼光谱。表1不同晶型碳化硅单晶的拉曼光谱数据拉曼光谱谱线波数晶型晶系点群cm立方Ta3C—SiC796s 、972s2HSiC六方Cov[264w、764s799w~968m4H---Sic六方C6y196w、204ss、266w、610w、776s、964s796w[145w、150m、236w、241w、266w、504w、514w、767m、789s、797w、889wv六方6H--SiCCv965s167w、173m、255w、256w、331w、337w、569w、573w、769s、785s、797m~三方15R