GB/T19199-2015
半绝缘砷化镓单晶中碳浓度的红外吸收测试方法
Testmethodforcarbonacceptorconcentrationinsemi-insulatinggalliumarsenidesinglecrystalsbyinfraredabsorptionspectroscopy
- 中国标准分类号（CCS）H17
- 国际标准分类号（ICS）77.040
- 实施日期2016-07-01
- 文件格式PDF
- 文本页数6页
- 文件大小286.69KB
以图片形式预览半绝缘砷化镓单晶中碳浓度的红外吸收测试方法
半绝缘砷化镓单晶中碳浓度的红外吸收测试方法
国家标准 GB/T19199一2015 代替GBT19199一2003 半绝缘碑化嫁单晶中碳浓度的 红外吸收测试方法 Testmethodsforcarboacceptorconcentrationinsemi-insulatinggalium arsenidesingleerystalsbyinfraredabsorptionspectroscpy 2015-12-10发布 2016-07-01实施 中毕人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中 国国家标准化管厘委员会国家标准
GB/T19199一2015 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/T191992003(《半绝缘呻化嫁单晶中碳浓度的红外吸收测试方法》 本标准与GB/T191992003相比,主要有以下变化: -增加了“规范性引用文件”“术语和定义”“干扰因素”和“测试环境”4章; -扩展了半绝缘呻化嫁单晶电阻率范围,将电阻率大于10'Qcm修改为大于10'Qcm 将范围由“非掺杂半绝缘呻化嫁单晶”修改为“非掺杂和碳掺杂半绝缘呻化嫁单晶”; 去除了0.4mm2mm 厚度测试样品的解理制样方法 室温差示法测量时,将“仪器分辨率为0.5 或1cm",修改为"仅器分辨率1em" cm 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;信息产业专用材料质量监督检验中心、,天津市环欧半导体材料技术有限公司、中 国电子材料行业协会
本标准起草人;何秀坤,李静,张雪因
本标准所代替标准的历次版本发布情况为 GB/T191992003
GB/T19199一2015 半绝缘呻化综单晶中碳浓度的 红外吸收测试方法 范围 本标准规定了半绝缘呻化嫁单晶中碳浓度的红外吸收测试方法
本标准适用于电阻率大于10"Q”cm的非掺杂和碳掺杂半绝缘呻化嫁单品中碳浓度的测定
测量 范围;室温下从1.0×10atoms/enm到代位碳原子的最大溶解度，77K时检测下限为 4.0×1o'atoms/cm
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/T14264半导体材料术语 术语和定义 GB/T1426！界定的术语和定义适用于本文件
方法提要 碳为半绝缘呻化嫁中主要浅受主杂质,其局域模振动谱带(室温谱带峰位为580cm',77K谱带峰 位为582cm)吸收系数与代位碳浓度具有对应关系,由测得的吸收系数根据经验公式即可计算出碳 浓度
干扰因素 5.1杂散光到达检测器,将导致碳浓度测试结果出现偏差
5.2测试样品的测试面积应大于光闹孔径,否则可能导致错误的测试结果
在光谱计算时,较大的半高宽将 5.3室温测试时,呻化嫁中碳带半高宽可接受的数值应小于2cm' 导致测试误差,半高宽的确定方法见9.2.7
仪器设备 傅里叶变换红外光谱仪.仪器的最低分辨率应优于0.5 6.1 cm 6.277K低温样品测试装置
6.3千分尺:精度为10m
GB/T19199一2015 测试环境 除另有规定外,应在下列环境中进行测试 a)环境温度为24C土2C b)相对湿度小于70% 测试室应无机械冲击,振动和电磁干扰
c 测试样品 测试样品厚度为0,.2000cm一0,6000em,双面研磨,抛光,使其两表面呈光学镜面
参比样品从水 平法生长的非掺杂呻化嫁单晶中选取,要求碳浓度小于3.0×1o'atoms/enm
测试步骤 9.1方法选择 当测试样品碳浓度大于或等于1.0×10atoms s/cm时,可采用室温差示法测试,当测试样品碳浓 度小于1.0×10”atoms/cm'时,采用77K低温空气参比法测试
9.2室温差示法 g.2.1用千分尺测量参比样品/测试样品厚度,测量3个5个点,取平均值,结果保留4位有效数字 9.2.2设置仪器参数,使光谱仪分辨率为1cm- 9.2.3由于信噪比与测试时间成正比,为提高信噪比可以通过增加扫描次数
建议扫描次数为 300次
9.2.4放人光闹孔径为13mm的样品架,将参比样品/测试样品放人样品架
9.2.5在9,2.1一9.,2.4的条件下,分别测得参比样品、,测试样品在波长574em1一590em'范围的吸 收光谱
9.2.6按式(1)和式(2)分别计算差减因子和差示光谱 FCR=T、/T 式中: FCR 差减因子; Ts 试样厚度,单位为厘米(cm); T 参比样品厚度,单位为厘米(em).
FCR×R 2 式中 D 差示光谱" -测试样品吸收光谱; S R 参比样品吸收光谱
典型半绝缘呻化样品的差示光谱见图1
室温下碳吸收峰位于580cm-1,其半高宽为 9.2.7 1.2cm-1
半高宽的确定方法见图1
确定基线吸光度A，和峰位吸光度A,令A'=(A,十A)-2,过 A'点作基线的平行线,与吸收带的两侧交于M.N,过M.N作横轴的垂线,与横坐标相交于y, '),即为半高宽 A=1一2cm
GB/T19199一2015 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20L 582 581 580 579 578 577 波数v/cim 图1典型半绝缘碑化嫁测试样品的差示光谱 9.2.8重复测试3次,计算吸收系数的平均值
9.377K低温空气参比法 9.3.1设置仪器参数,使光谱仪分辨率为0.5cm" 9.3.2把测试样品放人77K低温样品测试装置的样品室中,降温至77K后,稳定10min
9.3.3采用多次扫描,建议扫描次数为300次
g.3.4在9.3.l9.3.3的条件下,测得测试样品574cm-l~590 em-'范围的吸收光谱
g.3.5重复测试3次,计算吸收系数的平均值
l 测试结果的计算 10.1 吸收系数 吸收系数a由式(3)计算: nl0×[(A一A. 式中: -吸收系数,单位为每厘米em-l); -吸收峰顶点处所对应的吸光度值; A
-吸收峰基线处对应的吸光度值; T 试样厚度,单位为厘米(e cm 10.2 碳浓度 碳浓度N
由式(4)计算 =F×a Nc 式中: N s/em); 碳浓度,单位为原子数每立方厘米(atoms 一2) -标定因子,单位为每平方厘米(em 室温,取温度为300K时的标定因子,F=2.34× 10em-子;温度为77K时,F=0.803×10"em？
GB/T19199一2015 11精密度 11.1重复性 单一实验室同一试验人员,对同一测试样品同一位置重复测试10次,碳浓度的平均值为6.59× 101atoms/cm',标准偏差为1.41×10'atoms/cm',相对标准偏差为2.14%
11.2再现性 同一测试样品，3个实验室测量碳浓度的平均值为6.57×10" atoms/em'，标准偏差为 2.66×10atoms/ /cm',相对标准偏差为4.05%
12 试验报告 试验报告应包括以下内容: 样品来源， a 样品编号 b 选择的测试方法; c 光闹孔径 测试仪器名称,型号 e 本标准编号; 吸收系数和碳浓度; g h)测试者姓名,测量单位; 测试日期
半绝缘砷化镓单晶中碳浓度的红外吸收测试方法GB/T19199-2015
背景介绍
半绝缘砷化镓（GaAs）单晶是一种重要的半导体材料，具有广泛的应用前景。其中掺杂的碳元素对GaAs材料的电学性能有着重要影响。因此，在GaAs材料的研究和生产过程中，需要对其中的碳浓度进行精确测试。
红外吸收测试原理
红外吸收测试是一种非常有效的测量半导体材料中杂质浓度的方法之一。该方法利用杂质原子在特定波长下吸收红外光，从而得到杂质浓度的信息。
GB/T19199-2015标准介绍
《半绝缘砷化镓单晶中碳浓度的红外吸收测试方法GB/T19199-2015》是我国针对GaAs材料中碳浓度测量制定的标准。该标准规定了红外吸收测试所需设备的参数要求、测试样品的制备方法、测试程序及数据处理等内容。
测试方法步骤
根据GB/T19199-2015标准，进行半绝缘砷化镓单晶中碳浓度的红外吸收测试的步骤如下：
- 样品的制备：制作平滑表面的样品，并在样品表面形成足够厚度的氧化层；
- 测试前的准备工作：调节测试仪器的光源和检测器，进行系统的噪声测试和背景测试；
- 测试样品的测量：将样品置于测试装置中，进行红外光谱扫描，记录各波长处的吸收值；
- 测试结果的处理：根据测试得到的红外光谱数据，计算出样品中碳浓度的数值。
结论
红外吸收测试是一种精确测量半导体材料中杂质浓度的方法。在进行半绝缘砷化镓单晶中碳浓度测试时，需要遵循GB/T19199-2015标准的要求，进行样品制备、测试前准备和测试过程等各项操作。通过这种方法，可以得到高精度的碳浓度值，为GaAs材料的应用提供科学依据。
半绝缘砷化镓单晶中碳浓度的红外吸收测试方法的相关资料
- 半绝缘砷化镓单晶中碳浓度的红外吸收测试方法GB/T19199-2015
- 半绝缘砷化镓单晶深施主EL2浓度红外吸收测试方法GB/T17170-2015
- LED外延芯片用砷化镓衬底GB/T30856-2014
- 半绝缘砷化镓单晶中碳浓度的红外吸收测试方法GB/T19199-2015
- 半绝缘砷化镓单晶深施主EL2浓度红外吸收测试方法GB/T17170-2015
- 太阳能电池用砷化镓单晶抛光片GB/T35305-2017
- 水平法砷化镓单晶及切割片GB/T11094-2020介绍
- 压电单晶材料型号命名方法GB/T9532-2012
- 钒酸盐双折射光学单晶元件GB/T29421-2012
- 掺钕钒酸盐激光单晶元件GB/T29420-2012
- 300mm硅单晶切割片和磨削片GB/T29508-2013
- 300mm硅单晶抛光片GB/T29506-2013
- 气相色谱法本底大气一氧化碳浓度在线观测数据处理方法GB/T31707-2015
- 半绝缘砷化镓单晶中碳浓度的红外吸收测试方法GB/T19199-2015
- 烟花爆竹烟火药中碳含量的测定高频-红外吸收法GB/T26196-2010
- 镝铁合金化学分析方法第5部分：氧量的测定脉冲红外吸收法GB/T26416.5-2010
- 钨化学分析方法第27部分：碳量的测定高频燃烧红外吸收法GB/T4324.27-2012
- 钨化学分析方法第25部分：氧量的测定脉冲加热惰气熔融-红外吸收法GB/T4324.25-2012
- 钨化学分析方法第23部分：硫量的测定燃烧电导法和高频燃烧红外吸收法GB/T4324.23-2012
- 实验室质量控制非标准测试方法的有效性评价线性关系GB/T27408-2010
- 反垃圾信息技术要求GB/T26265-2010
- GB/T24218.3-2010断裂强力和断裂伸长率的测定（条样法）
- 无色光学玻璃测试方法第9部分：光吸收系数GB/T7962.9-2010
- 无色光学玻璃测试方法第8部分：气泡度GB/T7962.8-2010
- 半绝缘砷化镓单晶中碳浓度的红外吸收测试方法GB/T19199-2015
