低溫紅外分析半導體硅材料影響因素研究

韓小月 李文忠 韋金孝 李艷梅 毛智慧

（1.云南華測檢測認證有限公司 云南昆明 650000；2.昆明冶金研究院）

1 前言

紅外光譜是研究分子運動的吸收光譜，也稱為分子光譜。低溫技術是研究紅外光譜的手段之一，低溫紅外光譜在半導體材料的結構、成分分析中有非常廣泛的應用。它比常溫測量擁有更多優點，如隨著溫度的降低[1]，半導體中雜質特征吸收峰的半峰寬將明顯減小，吸收峰變尖，峰值波數處的吸收系數也將大大增加，因此，可以明顯地同低溫下減弱的晶格吸收寬帶背景區分開，從而提高檢測的靈敏度；另外，在低溫高分辨率下也可觀察半導體材料紅外光譜的精細結構及其隨溫度變化的關系，并能借助一些相應的手段，對一些半導體材料的低溫特性、低溫效應進行觀察，可以為分析材料的結構、雜質原子的組態及其晶格位置提供依據[2]。

半導體硅材料被認為是已知最純的材料之一，而在半導體硅材料的雜質中，最重要的就是Ⅲ族受主雜質和Ⅴ族施主雜質，這些代位雜質的電離電勢一般都＜0.1 eV，因此，這些雜質一般被稱為淺雜質[3]。碳也是單晶硅中一種非常重要的雜質，它對氧沉淀過程及硅器件中不希望存在的雜質的本征吸雜都會產生影響。氧作為半導體硅材料中的一種雜質，對其質量及其等級判定也存在一定影響。因此，本文主要就低溫紅外分析半導體硅材料中間隙氧、代位碳、Ⅲ族（硼、鋁、鎵）、Ⅴ族（磷、砷、銻）8種雜質時的影響因素及可能的預防措施進行討論?！?br>