9、硅中氧浓度测量的全面解析

硅中氧浓度测量的全面解析

在硅材料的研究和应用中，准确测量氧浓度至关重要。这不仅关系到硅材料的性能评估，还对其在电子器件等领域的应用有着深远影响。下面将详细介绍硅中氧浓度测量的相关技术和要点。

1. 测量基础与ADC误差

在测量硅中氧浓度时，常采用特定角度放置样品，使反射和透射测量能在同一仪器中进行，无需移动光学组件。而在FT - IR光谱仪中，信号通过模数转换器（ADCs）数字化。Baghdadi和Gladden指出，ADC的线性误差会改变透射或吸收光谱的形状和峰值大小，导致仪器相关的系统误差，且ADC特性差异会影响仪器性能。

2. 氧光谱分析的多因素考量

分析红外光谱以确定氧的吸收系数时，需考虑众多因素，包括基线、参考样品特性、背面条件、自由载流子吸收、沉淀吸收峰干扰、样品温度、分析方法（峰高或积分面积）、多次反射和干涉条纹以及光谱收集方法（空气参考或差值法）。

3. 基线的确定

理想情况下，比值光谱中氧带最小值波数处的基线透射率应为100%，差值光谱的基线吸光度应为0。但由于样品和参考样品的表面及其他特性差异，基线吸光度或透射率可能偏离理想值。在直读双光束光谱仪中，常调整增益使样品光束的全透射对应80 - 90%的读数。因此，通常通过图形或分析方法确定基线。对于厚度、电阻率和导电类型相似的双面抛光样品和参考样品，基线应为直线，但可能有轻微斜率，关键在于确定构建基线的波数范围。不同标准和权威机构对此有不同建议，例如ASTM Test Method F 1188建议在900 - 1000 cm⁻¹和1200 - 1300 cm⁻¹范围取平均透射率构建基线，而DIN氧标准（1993修订版）则建议在1025 - 1