[發(fā)明專利]一種適用于高頻光電導(dǎo)衰減法測(cè)量半導(dǎo)體級(jí)單晶硅少子壽命的預(yù)處理方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810365224.0
• 申請(qǐng)日: 2018-04-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108549003A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高召帥;張?zhí)煊?/a>;姜浩;李福中;于躍;吳鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇鑫華半導(dǎo)體材料科技有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/26
• 分類號(hào): G01R31/26;B24B37/02;C30B33/10
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 肖明芳

本發(fā)明公開(kāi)了一種適用于高頻光電導(dǎo)衰減法測(cè)量半導(dǎo)體級(jí)單晶硅少子壽命的預(yù)處理方法，包括以下步驟：(1)將單晶硅棒加工成圓柱形；(2)將步驟(1)得到的單晶硅棒進(jìn)行化學(xué)拋光；(3)沖洗完成化學(xué)拋光的單晶硅棒，干燥。本發(fā)明提供的預(yù)處理方法可以有效消除因硅棒的邊界效應(yīng)和表面復(fù)合效應(yīng)引起的少子壽命的測(cè)量誤差，使測(cè)量結(jié)果更能真實(shí)反映單晶硅棒晶體結(jié)構(gòu)和深能級(jí)金屬含量的實(shí)際情況。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種單晶硅棒的預(yù)處理方法，特別涉及一種適用于高頻光電導(dǎo)衰減法測(cè)量半導(dǎo)體級(jí)單晶硅少子壽命的預(yù)處理方法。

背景技術(shù)

非平衡少數(shù)載流子的平均生存時(shí)間稱為少數(shù)載流子壽命，簡(jiǎn)稱少子壽命。半導(dǎo)體的少子壽命是衡量其晶體結(jié)構(gòu)完整性和深能級(jí)金屬含量的重要物理參數(shù)。光伏行業(yè)和半導(dǎo)體行業(yè)通常采取的檢測(cè)方法為：多晶硅料拉制成區(qū)熔單晶硅棒，采用高頻光電導(dǎo)衰減法測(cè)量單晶硅棒的少子壽命，以此來(lái)評(píng)價(jià)多晶硅料的品質(zhì)。但是該方法的測(cè)量值受到很多因素的干擾，對(duì)于半導(dǎo)體級(jí)行業(yè)，少子壽命是下游廠家關(guān)注的一個(gè)重要指標(biāo)，如何準(zhǔn)確測(cè)量少子壽命使其精準(zhǔn)反映硅料的真實(shí)質(zhì)量是一個(gè)非常棘手的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了排除外來(lái)因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，確保測(cè)量值可以準(zhǔn)確反映單晶硅棒的晶體結(jié)構(gòu)和深能級(jí)金屬含量，本發(fā)明提供了一種適用于高頻光電導(dǎo)衰減法測(cè)量半導(dǎo)體級(jí)單晶硅少子壽命的預(yù)處理方法，該方法可以有效消除單晶硅硅棒的結(jié)構(gòu)缺陷和表面復(fù)合效應(yīng)的影響。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的適用于高頻光電導(dǎo)衰減法測(cè)量半導(dǎo)體級(jí)單晶硅少子壽命的預(yù)處理方法，包括以下步驟：

(1)將單晶硅棒加工成圓柱形；

(2)將步驟(1)得到的單晶硅棒進(jìn)行化學(xué)拋光；

(3)沖洗完成化學(xué)拋光的單晶硅棒，干燥。

步驟(1)中，利用研磨機(jī)將單晶硅棒加工成圓柱形。所述的研磨機(jī)優(yōu)選為表面研磨機(jī)。

步驟(1)中，所述的單晶硅棒是完成區(qū)熔處理的單晶硅棒。區(qū)熔處理具體的處理過(guò)程為：多晶硅棒通過(guò)區(qū)熔法加工成單晶硅棒，完成區(qū)熔處理以后的單晶硅棒大致為圓柱形，但是會(huì)存在一些棱角，所以為了精確測(cè)量，采用機(jī)加工的方式處理為最優(yōu)形狀，圓柱形。

步驟(2)中，所述的化學(xué)拋光是利用HF/HNO₃混合體系進(jìn)行化學(xué)拋光。

優(yōu)選地，所述的HF/HNO₃混合體系中，HF和HNO₃體積比為1∶(2-4)。

優(yōu)選地，化學(xué)拋光的時(shí)間為5-8min。

步驟(3)中，利用超高純水沖洗完成化學(xué)拋光的單晶硅棒。

步驟(3)中，所述的干燥為將硅棒表面的水分吹干。

步驟(3)中，利用高純氮?dú)鈱⒐璋舯砻娴乃执蹈伞?/p>

工作原理：

①單晶硅棒的幾何結(jié)構(gòu)

通過(guò)高頻光電導(dǎo)衰減法檢測(cè)少子壽命時(shí)，將檢測(cè)樣品放在檢測(cè)臺(tái)上，高頻電源提供的電流通過(guò)檢測(cè)樣品，可以得到樣品的電導(dǎo)率。當(dāng)紅外光源照射到檢測(cè)樣品表面時(shí)，檢測(cè)樣品會(huì)被激發(fā)出光生電子-空穴對(duì)，激發(fā)出的非平衡載流子會(huì)使檢測(cè)樣品產(chǎn)生附加光電導(dǎo)。當(dāng)光照消失后，附加光電導(dǎo)會(huì)逐漸降低直至消失，通過(guò)測(cè)試附加光電導(dǎo)的消失時(shí)間可以得到非平衡少數(shù)載流子的平均生存時(shí)間，即少子壽命。