1、中华人民共和国国家标准硅外延层堆垛层错密度测定干涉相衬显微镜法Test method for stacking fault density 01 epitaxlal layers 。fsillcon by Interference-contrast microscopy 1 主题内容与适用范围GB!T 14145-93 本标准规定了使用干涉相衬显微镜非破坏性测量硅外延层堆垛层错密度的方法。本标准适用于硅外延层厚度不小于3m、外延层品向偏离lll晶面或100晶面角度较小的试样的堆垛层错密度测量.当堆操层错密度超过15000cm-2或当外延层晶向与111晶面或100晶面偏离角度较大时，测量精度将有
2、所降低。2 引用标准GB 2828 逐批检查计数抽样程序及抽样表(适用于连续批的检查3方法提要用干涉相衬显微镜，根据物体表面微小的高度差或倾斜，呈现出不同明暗衬度或色衬度而显示无明显光吸收的硅表面的精细结构，以一个合适的放大倍数观察外延生长表面9个规定测量位置上的堆垛层错数。在每个测量位置上，对所观察到的层错，包括单条直线、不完整多边形及完整多边形进行计数。测量显微镜的视场直径，从9个测量位置上测得的层错数的总和及显微镜的视场直径可计算出试样的外延层堆垛层错的密度。4 测量仪器4. 1 干涉相衬显微镜，物镜840X.目镜10X左右，带刻度的X-y载物台，刻度精确Jo. 5 mmo 4.2 测微
3、标尺，1mm 1*，最小分度。.01mm;5 mm t去，最小分度0.05mm。4.3 螺旋测微计或游标卡尺，精确到0.1mmo 5 试验样品5. 1 测量试样的选取从一批硅外延片中按GB2828计数抽样方案或商定的方案抽取试样。5.2 参比样品的选取5. 2. 1 在干涉相衬显微镜下观察未腐蚀过的有堆垛层错的硅外延片，从中选取参比样品。5.2.2 按检测步骤6.2.16. 2. 7条，一片至少测5次。计算该片层错密度的平均值及相对标准偏差。5.2.3 将相对标准偏差不大于25%的硅外延片作为参比样品，供校对使用.5.2. 4 重复以上步骤，使得对于每种晶向、每个十进制位的堆垛层错密度至少收集
4、到一个参比样品。国家技术监督局1993-02-06批准1993-10-01实施l8 GB/T 14145-93 6徨测步骤6. 1 显微镜的校准6.1.1 每次测量开始前或每测50片试祥.按检测l步骤6.2.16.2.7条选用与被测试样估计层错密度数量级相同的一块或几块参比样品核对层错密度，以此检查显微镜的光学系统调节是否正常。6. 1. 2 如果所测参比样品的层错密度与其已知值的偏差小于75%.则认为显微镜状态调节良好。如果偏差不小于75%.则停止测量，对显微镜的光学系统进行调整，直到其符合测量要求为止。6.2测量6.2.1 将待测试样放在显微镜的载物台上。6.2.2 将显微镜聚焦并调节到最
5、大衬度。6.2.3 按观察到的层错图形确定试样的品向并作记录。6.2.4 测量试样直径，精确到0.1mm。按平均直径确定计数位置。6.2.5选择显微镜计数用的放大倍数。6. 2. 5. 1 以100200X的总放大倍数扫描每个计数区，各计数区的位置参见F图。视场中心应与每个规定测量位置中心对准到士2mm以内。气SAIAU-/ / 忧?/丁儿旷vi/ /国/lot/ /vi主参考画试样表面9个测量位置的分布图注边缘3mm不包括在内。6. 2. 5. 2选择合适的放大倍数。如果在多数测量位置上，视场内层错数在4100之间，则放大倍数选择合适。6.2.5.3 如果在多数测量位置上，视场内的层错数大于
6、100.贝提高放大倍数(最高到400X ) .重新it数。6. 2. 5.4 如果在多数测量位置上视场内的层错数不大于4.贝降低放大倍数(最低到80X).重新计数。6.2. 5. 5 记录所用的放大倍数。6.2.6 在试样的9个规定测量位置上，用一个相同的放大倍数测定层错数，并作记录。6. 2. 7 用测微标尺测量所用放大倍数下显微镜视场的直径(d ).并作记录。当d;lmm时，精确到0.01 mm，当d1mm时，精确到0.05mm. 注s用本方法观察层错遇到困难时.建议用化学腐蚀法显示外延层堆操层错，然后再用显微镜观察，进行比较.189 G/T 14145-93 7 测量结果计算7. 1 计
7、算试样9个测量位置上层错数的总和。7.2接下式计算试样堆垛层错的密度:N = 14.15 2._;.,/d 式中:NSF 试样层堆垛层错密度，cm-25为，一-9个规定测量位置上视场内层错数的总和pd一一显微镜视塌的直径.mmo8精密度本方法单个实验室测量的精密度为土30，%(R2S) ，多个实验室测量的精密度为士60%(R2S). 9试验报告报告应包括以下内容:也试样编号号b. 试棒每个测量位置上视场内的层错数sC. 试样的晶向gd. 显微镜的放大倍数，. 显微镜的视场直径，mm;f. 试样堆操层错密度的计算结果，crn勺, 本标准编号gh 检测单位、检测者及检测日期.附加说明.丰标准由中国有色金属工业总公司提出。本标准由主海有色金属研究所负责起草。本标准主要起草人林敏敏、夏锦禄。190
