表面化学分析 二次离子质谱 用均匀掺杂物质测定硅中硼的原子浓度.pdf

表面化学分析二次离子质谱用均匀掺杂物质测定硅中硼的原子

浓度

1范围

本文件详细说明了用标定的均匀掺杂物质（用注入硼的参考物质校准）确定单晶硅中硼的原子浓度

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的二次离子质谱方法。它适用于均匀掺杂硼浓度范围从1×10atoms/cm~1×10atoms/cm。

2规范性引用文件

下列引用文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用

文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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。

ISO17560表面化学分析—二次离子质谱法—硅中硼的深度分析方法（Surfacechemicalanalysis

—Secondary-ionmassspectrometry—Methodfordepthprofilingofboroninsilicon）

ISO18114表面化学分析—二次离子质谱法—从离子注入的参考物质中确定相对敏感系数

（Surfacechemicalanalysis—Secondary-ionmassspectrometry—Determinationofrelativesensitivityfactors

fromion-implantedreferencematerials）

3原理

氧或铯离子束撞击到样品表面并对发射出的硼和硅的二次离子进行质量分析和检测。

用均匀掺杂的二级参考物质（经离子注入原始参考物质校准过的）作为工作参考物质。

4参考物质

4.1原始参考物质

原始参考物质用于确定二级参考物质中硼的原子浓度。原始参考物质应是一种硅中注硼的已标定参

考物质（certifiedreferencematerial,CRM）。

注：美国国家标准和技术研究院（NationalInstituteofStandardsandTechnology,NIST）的标准参考物质SRM2137

（NISTStandardReferenceMaterial2137，以下称为NISTSRM）是本标准出版时唯一指定的硅中硼已标定参

考物质。

4.2二级参考物质

4.2.1二级参考物质用于确定各测试样品中硼的原子浓度。至少应有一块掺硼和一块不掺硼的参考物

质用于日常分析。推荐用另两块不同硼掺杂水平的参考物质来确定仪器的性能（见附录C）。

4.2.2二级参考物质（以下称为体参考物质）是单晶硅片或外延层厚度约为100µm的外延硅片，且

应该用具有天然同位素比的硼均匀掺杂。

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4.2.3应该获得具有硼原子浓度介于1×10atoms/cm~1×10atoms/cm间的硼掺杂晶片。推荐使用

表1给出的3种掺杂水平。如果仅用一种水平，应选择RM-B或RM-C。还应有一块不掺硼的晶片用于

检测本底。

应选择硼浓度变化率较小的晶片，硼浓度变化率每厘米应小于5%。

注：近似硼原子浓度可从晶片电阻率得到的载流子浓度确定。电阻率测量的步骤和电阻率与载流子浓度间转换的

步骤见附录A。

表1各种体参考物质

名称硼掺杂水平atoms/cm3

RM-A低1×1016~1×1017

RM-B中5×1017~5×1018