11、硅中氧浓度测量：标准、方法与参考材料

硅中氧浓度测量：标准、方法与参考材料

1. 氧浓度测量方法概述

在硅材料的研究和应用中，准确测量氧浓度至关重要。目前，可使用先进的傅里叶变换或色散红外光谱仪对掺杂不太重的硅片进行常规氧浓度测量。为了保证测量的准确性和可重复性，需要采用特定的校准标准和测试方法。在测量过程中，会使用具有已知氧含量的国际校准标准，将其作为“未知样品”进行测试。只有当该标准的测量氧含量与已知值在预定范围内相符时，此次测量结果才能被接受。若通过三个标准计算负载线，可显著提高测量的可重复性，负载间测量的可重复性能优于±2%。同时，使用16个样品的样品架可提高测量通量，其分析时间与早期较小负载的分析时间相同。

2. 标准测试方法

2.1 ASTM标准的发展历程

• 早期方法（1964年） ：ASTM电子委员会F - 1开发了首个硅中氧含量的标准化测试方法。该方法于1964年采用，是一种基于Kaiser和Keck（1957年）工作的空气参考方法。它要求使用厚度为1 - 3毫米、两面抛光的硅片，在光谱分析时需考虑多次反射的可能性。校准以图表形式提供，同时要考虑1107 cm⁻¹处的晶格吸收。由于该方法未给出数值因子，在校准解释上存在一定不一致性。
• 双光束差法（1970 - 1988年） ：1970年，ASTM将推荐方法改为双光束差法，忽略了多次反射的影响。此标准中引用的校准因子为9.63 ppmal/cm⁻¹，基于Baker（1970年）的工作，后来被称为旧ASTM因子。该方法与半导体红外吸收测量的通用程序相结合，一直使用到1988年。1980年，校准因子改为4.9 ppma/