GB/T17170-2015
半绝缘砷化镓单晶深施主EL2浓度红外吸收测试方法
TestmethodfortheEL2deepdonorconcentrationinsemi-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288.59KB
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半绝缘砷化镓单晶深施主EL2浓度红外吸收测试方法
国家标准 GB/T17170一2015 代替GB/TI71701997 半绝缘呻化嫁单晶深施主EL2 浓度红外吸收测试方法 TestmethodfortheEL2deepdonorconcentrationinsemi-insulating galliumarsenidesinglecrystalsbyinfraredlasorptionspeetroseopy 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/T17170一2015 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/T17170一1997《非掺杂半绝缘呻化嫁单晶深能级EL2浓度红外吸收测试方法》. 本标准与GB/T17170-1997相比,主要有以下变化 修改了标准名称 -增加了“规范性引用文件”“术语和定义”“干扰因素”和“测试环境”等章 扩展了半绝缘碘化嫁单晶电阻率范围,将电阻率大于10Qcm修改为大于10'Q”em; 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”; 删除了0.4mm~2mm 厚度测试样品的解理制样方法
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、 电子材料行业协会 本标准主要起草人:;何秀坤,李静,张雪囱
本标准所代替标准的历次版本发布情况为 GB/T171701997
GB/T17170一2015 半绝缘碘化嫁单晶深施主EL2 浓度红外吸收测试方法 范围 本标准规定了半绝缘呻化嫁单晶深施主EL2浓度的红外吸收测试方法
本标准适用于电阻率大于10"Q”em的非掺杂和碳掺杂半绝缘呻化嫁单晶深施主EL.2浓度的 测定
本标准不适用于掺铬半绝缘呻化嫁单晶深施主EL2浓度的测定
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/T14264界定的以及下列术语和定义适用于本文件
3.1 L.2浓度L.2coneentration EL2(呻化镶单晶中的一种本征缺陷)在呻化镶单晶体内的浓度
方法提要 半绝缘呻化饽单晶中深施主EL2的红外吸收系数a与EL2浓度具有对应关系,测量1.0972m 处的红外吸收系数并由经验校准公式可计算EL2浓度
红外吸收系数a与EL2浓度的关系参见 附录A 干扰因素 杂散光到达检测器,将导致EL2浓度测试结果出现偏差
5.1 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
仪器 6.1分光光度计;能在0.8um2.5unm范围扫描且零线吸光度波动不应超过一0.002十0,002
千分尺;精度为10m 6.2
GB/T17170一2015 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士1C; b 相对湿度小于70%; 测试室应无机械冲击,振动和电磁干扰
测试样品 测试样品厚度为0.2000cm0.4000cm， ,双面研磨、抛光,使其两表面呈光学镜面
测试步骤 9.1用千分尺测量测试样品的厚度,测量3一5个点,取平均值,结果保留4位有效数字
9.2将光闹孔径为10mm的空样品架置于光路上
9.3以吸收方式进行扫描,做零线校准,仔细调整仪器,使得在0.8Am一2.5m范围零线吸光度波动 不大于士0.002
9.4将测试样品置于光路,使光束对准测试位置
2.5 9.5在0.8 5Mm范围内扫描,获得测试样品的吸收光谱,得到吸光度A波长入曲线,如图1 Am 所示
9.6重复测试3次,计算吸光度的平均值
0.69 0.57" 1.0972m a- 0.33 2.oo0m" A 0.21 1.100 1.600 2.100波长/um 注;样品厚度0.386cm. 图1典型半绝缘碑化乙单晶测试样品的吸收光谱 测试结果的计算 10 根据分光光度计记录的测试样品的吸收光谱图,由式(1)计算:L.2吸收系数a lnl0×[(A！一A2]
GB/T17170一2015 式中 -EI2吸收系数,单位为每厘米(em-I); 光谱图中1.0972m处对应的吸光度值; A 光谱图中2.0000m处对应的吸光度值; A -测试样品厚度,单位为厘米(cm). D EL2浓度由式(2)计算 NH》=1.25×10"a 2 式中 N -EL2浓度,单位为原子数每立方厘米(atoms/em):; -2 1.25×10" 标定因子,单位为每平方厘米em 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,EL2浓度的平均值为1.43× 1o'6 "atoms/cm',标准偏差为4.70×10atoms/em',相对标准偏差为0.33%
11.2再现性 同一测试样品,3个实验室测试EL2浓度的平均值为1.43×10"atoms/ /cm',标准偏差为3.27× 1ol4a 'aoms/em,相对标准偏差为2.29%. 12 试验报告 试验报告应包括以下内容: a)测试样品来源 测试样品编号; b 测试仪器名称,型号 D 光阑孔径 吸收系数和EL2浓度; f 本标准编号; 测试者姓名渊试单位， g h 测试日期
GB/T17170一2015 附录 A 资料性附录 半绝缘呻化嫁单晶红外吸收系数与EL.2浓度的关系 A.1研究表明,碘化嫁近红外吸收带完全由EL2光电离引起,因此波长为入的红外吸收系数a可如式 A.l)表示为 a(a)=Nn[.o.(a)十(I一.)0,(a门 A.1 式中: -EL2吸收系数，单位为每厘米(em-I); N -EL2浓度，单位为原子数每立方厘米(atoms/em'); 电子占据率; 波长入处EL2的电子光电离截面， .入 -波长入处HL.2的空穴光电离截面
,(a) 对于n型呻化嫁,费米能级位于EL2能级之上,绝大部分EL.2被电子占据,即f.~1,故上式可简 化为式A.2) A.2 a(a=N.o.(a) 因此测出a(A)和N
可获得N和a(A)间转换的标定因子,(a)
A.2本标准采用了Martin的心,(1.0972a)=(1.25×10"enm-a)-1,使用该标定因子的前提是 a f,=l; b)a(a)完全由EL2光电离引起
根据分析结果,大部分n型半绝缘呻化嫁的f
在0.780.98 范围内
在1.0972m处EL.2电子和空穴光电离截面不同.心.1.0972Am)=30 1.09724m),因此f
较小,式(A.1)到式(A.2)的简化不能成立
随着电子占据率的减少 该方法可靠性降低
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
半绝缘砷化镓单晶是一种重要的光电器件材料，其性能与材料中的缺陷密切相关。深施主EL2浓度是常见的半绝缘砷化镓单晶缺陷，对其进行准确的检测和分析具有重要意义。GB/T17170-2015是我国针对该缺陷的红外吸收测试方法标准，下面将对该标准的相关内容进行介绍。
一、实验原理
半绝缘砷化镓单晶深施主EL2浓度的检测主要依靠其在红外光谱中的吸收峰。EL2缺陷主要表现为两个吸收峰，分别位于6.8μm和6.0μm处。根据吸收峰的强度和宽度等参数，可以计算出样品中EL2缺陷的浓度。
二、试样制备
试样的制备是测试工作的重要一环。首先需要从半绝缘砷化镓单晶表面切割出薄片，然后通过化学处理等方法去除表面污染物，并进行精细抛光，最终得到一个表面平整、厚度均匀的样品。
三、测试仪器
GB/T17170-2015规定了特定的测试仪器，包括红外光谱仪、反射式探头等设备。其中，红外光谱仪是测试的核心设备，用于检测样品中的吸收峰并计算出EL2缺陷的浓度。反射式探头则用于对样品进行激发，并将红外光谱信号传递给红外光谱仪。
四、测试过程
测试过程分为样品制备、激发和数据处理三个步骤。首先进行样品制备，然后通过反射式探头对样品进行激发，使其产生红外光谱信号。最后通过红外光谱仪进行信号检测和处理，计算出EL2缺陷的浓度。
五、结论
GB/T17170-2015标准提供了一种准确、可靠的半绝缘砷化镓单晶深施主EL2浓度红外吸收测试方法，可以帮助研究人员对该材料中缺陷进行定量化分析，为光电器件的制备和性能优化提供有力支持。在实际应用中，需要根据标准要求进行样品制备、测试仪器选购和测试流程设计等工作，确保测试结果的准确性和可重复性。
