GB T 8758-1988 砷化镓外延层厚度红外干涉测量方法.pdf

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1、中华人民共和国国家标准呻化镶外延层厚度红外干涉测量方法Measuring thickness of epitaxial layers of gallium arsenide by infrared Interference UDC 661. 868 1. 46 620. 1 GB 8 7 5 8 - 8 8 本标准适用于伸化惊外延层厚度的测定。吁测厚度大于2闹。要求衬底电阻率小于0. 02 ! cm，外延层的电阻率大fO. 1 Q cm. 1 原理衬底与外延层的光学常数差别较大，当红外光入射到外延片表面时，在反射光谱中产生干涉条纹。根据干涉条纹的极大值或极小值的波长位置、衬底和外延层的光学常数

2、以及光束的入射角，计算出外延层的厚度回2 样品要求2. 1 样品应具有良好的光学表面，不成有大面积的钝化层。2. 2 衬底和外延层的导电类型和衬底电阻率应是已知的。3 仪器和附件3. 1 仪器3. 1. 1 波长范围为2.550m (4 000 200 cm ）的双光束红外分光光度计或傅立叶变接红外光谱仪。3. 1. 2 波长重复性和波长精度至少为O.OSm.3. 1. 3 在J000 cm 处，光谱分辨率为2cmt或更小e3. 2 附件3. 2. 1 与分光光度计相匹配的反射附件，入射角不大于30。3. 2. 2 光阑应以非反射的黑体材料制成，具有各种孔径。4 测量步骤4. 1 分光光度it

3、校准4. 1. 1 测定波长精度和重复性。测量厚度为300500m聚苯乙烯膜吸收光谱，并以3.303 m吸收带为测量参考谱带，测量10次，其结果应满足3.J. 2的要求。4. 1. 2 将反射附件宦入光路中，测量100%线，其峰谷值应小于8%。4.2 测量条件选择4. 2. 1 安装反射附件。4. 2. 2 按照下列步骤选择最大的扫描速度。使用衬底和外延层电阻率分别为O.008 Q cm和0.I .! Q cm的外延片在波长大于25m处仍能观察到极值的样品。中国有色金属工业总公司198802-04批准1989 02 01实施3创1GB 8 7 5 8 8 8 4.2.2.1 选择适当光澜，使用

4、最慢的扫描速度记录大T25 m的极小值波长位霞。4,2.2.2 逐步提高扫描速度，并记录其余每个扫描速度的极小值的位畏。4.2.2.3 允许使用的最快扫描速度与最慢扫描速度得到的相应极小假波长之差应小于士O.lumo4,3 测量4, 3, 1 把待测样品置于反射附件的窗口上，测量位置对准窗口。4, 3, 2 记录样品反射光谱。扫描速度应满足4.2.2.3的要求。4, 3, 3 在低于极大值或高于极小值满刻度的3%处，作水平线，该线与反射光谱交点的平均值即）极值波长位置。4, 3, 4 如峰值振幅与噪音振幅之比小于5，就不能用来计算外延层厚度。5 测量结果计算s. 1 由公式（1 ）确定各个极大

5、值和极小值的级数：p L工且牛二生生主！.，魅2 2（A，J ( l ) 式中P,处极值所对应的级数， .，一一极值波长（.儿）， 从），到儿之间极值级数差；， 分别为儿和儿所对应的相移，见表I, 表In/n+ GaAs相移（.2川披长衬底电阻率，。cmm o. 000 1 o. 000 2 o. 000 3 0 000 4 0 000 5 0 000 6 0 000 7 0 000 8 0. 000 9 0 00! 0 o. 005 0 0.0100 2 o. 020 0 010 0. 007 0 006 。005o. 005 0 004 o. 004 o. 004 o. 003 。4 0

6、019 0 o. 022 o. 015 o. 013 O. 01 l 0 010 0 009 o. 009 o. 008 0 008 。6 o. 310 。.060 。.024 o. 020 o. 016 0 012 o. 014 o. 013 o. 013 0 012 。8 0 360 o. 208 o. 044 o. 028 o. 022 。.017 o. 018 o. 017 o. 017 0 016 o. 009 o. 009 10 0 389 0 278 0. 140 0. 04 7 。.030 。.026 o. 022 o. 022 0. 021 0 019 0 013 o. 01

7、1 - - 12 0 407 0 319 0. 223 o. 122 o. 046 o. 034 o. 029 o. 027 0. 026 o. 023 o. 015 0 014 I 4 o. 420 o. 347 0. 270 o. 200 o. 100 o. 051 o. 037 o. 033 0. 030 0 027 O. OJ 7 o. 016 16 0 430 0 366 o. 303 0 247 。174 O. I 0 I 0 055 o. 043 0. 037 o. 033 0. OJ 9 o. 018 18 o. 438 0 382 o. 326 。.280 o. 223 o.

8、 167 0. 1 0 l 0 065 o. 050 o. 040 o. 021 0 020 20 0.444 o. 394 o. 345 o. 305 o. 257 0 212 o. 160 o. 116 o. 077 o. 053 o. 023 0 021 22 0 449 0 403 0. 359 o. 324 o. 282 0.245 o. 203 o. 168 o. 127 o. 080 o. 024 0 023 24 o. 453 o. 411 0. 372 o. 340 0 303 0 270 o. 235 o. 206 0. 173 0. 127 。.026 0 024 26

9、o. 456 0 418 0. 382 。自3530 319 o. 290 o. 260 。2350 208 o. 170 0.027 o. 025 28 o. 459 o. 424 o. 390 0.364 o. 333 o. 307 0 280 0 258 0 234 o. 202 o. 029 o. 027 30 o. 461 o. 429 o. 398 o. 373 o. 345 0 321 0 296 o. 277 o. 256 o. 228 o. 030 0 028 32 o. 464 0 433 o. 404 o. 381 0. 355 0. 333 0. 31 0 0 293

10、0 27 4 0 249 o. 032 o. 029 34 o. 466 。.437 O. 4 I 0 o. 388 o. 364 o. 344 。.323 o. 306 o. 289 o. 267 o. 034 0 030 36 。.467 0. 440 o. 415 。.394 o. 372 0.353 o. 333 o. 318 o. 302 o. 282 o. 036 0. 03 I 38 0 469 o. 443 o. 419 。.400 0 379 0 361 o. 342 o. 328 0 314 0 295 。0380 033 40 o. 470 o. 446 o. 423 o

11、. 405 o. 385 o. 368 o. 350 0 337 0 324 o. 306 0 OI 11 I 引l1 H噜 I :! 1111 ” x. llll 11 lI 让主m II 一一!1. 1-r; J l .11 I Ill/( 甘II( I 波敏.cm .) t、llll 11 图Aln/n+ GaAs样品的典型反射光谱图A. 2 样品厚度计算结果z38(i I : II 1 l .x飞111 : GB 8 7 5 8- 8 8 表Al A捕，m/,/2n 14 85 0 030 2 12. 76 0, 025 3 IL 11 Q, 021 4 9. 87 。.0 19 5 8. 89 0 017 6 8 08 o. 016 平均附加说明z本标准由北京有色金属研究总院负责趋草。本标准主要起草人包剑英。P, T肉，cm6,5 I 3. 4 1 一一一一一7, 5 I 3，128, 5 13. 34 9. 5 13.:13 JO. 5 I 3. 33 I I. 5 I 3. 32 13 36 3日7