【儀表網(wǎng) 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)】為進(jìn)一步專業(yè)規(guī)范指導(dǎo)高端電子材料制造產(chǎn)業(yè)乃至新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)，深圳市半導(dǎo)體顯示行業(yè)協(xié)會(huì)在全國(guó)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)信息平臺(tái)申請(qǐng)立項(xiàng)并起草了《先進(jìn)電子材料α粒子特性與缺陷分析方法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)目前已形成征求意見(jiàn)稿，現(xiàn)進(jìn)入社會(huì)公開(kāi)征求意見(jiàn)階段。請(qǐng)各有關(guān)單位認(rèn)真審閱，提出修改意見(jiàn)，并于2023年3月17日前將《征求意見(jiàn)反饋表》以電子文檔形式反饋至標(biāo)準(zhǔn)編制組(郵箱:bdtxs@szssda.com/電話：0755-83312121)。
 

　　本文件按照GB/T 1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。參考GB/T 14264 半導(dǎo)體材料術(shù)語(yǔ)；GB/T 16555 含碳、碳化硅、氮化物耐火材料化學(xué)分析方法；GB/T 22461表面化學(xué)分析詞匯；GB/T 16698-2008α粒子發(fā)射率的測(cè)量 大面積正比計(jì)數(shù)管法等文件內(nèi)容編制。
 

　　本文件規(guī)定了先進(jìn)電子材料α粒子特性與缺陷分析的方法原理、干擾因素、儀器及設(shè)備、試樣準(zhǔn)備、操作步驟等內(nèi)容。本文件適用于半導(dǎo)體材料(硅、氮化鎵、碳化硅等)及器件中缺陷種類(lèi)、濃度及分布狀態(tài)的分析，構(gòu)建先進(jìn)電子材SS料α粒子特性與缺陷的分析方法。
 

　　方法原理：
 

　　應(yīng)用低本底α粒子表面輻射檢測(cè)裝置對(duì)將制備的半導(dǎo)體材料及器件樣品的α粒子輻射量進(jìn)行測(cè)量，獲取樣品(半導(dǎo)體材料及器件)能帶間隙與α粒子捕獲量的線性關(guān)系，結(jié)合先進(jìn)精密的材料實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)半導(dǎo)體材料及器件進(jìn)行缺陷(點(diǎn)、線、面等)種類(lèi)和分布狀態(tài)的方法和分析結(jié)果，建立缺陷種類(lèi)或濃度與釋放α粒子強(qiáng)度或分布狀態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線，可用于建立基于低本底α粒子的先進(jìn)電子材料快速無(wú)損檢測(cè)方法。
 

　　儀器及設(shè)備：
 

　　1.低本底α粒子表面輻射檢測(cè)裝置
 

　　低本底α粒子表面輻射檢測(cè)裝置一般由氣體電離室輻射探測(cè)器、電源系統(tǒng)、信號(hào)放大器與調(diào)理電子學(xué)系統(tǒng)、分析軟件等模塊組成。利用α粒子在加電場(chǎng)的電離氣室內(nèi)與工作氣體的電離效應(yīng)，對(duì)電子信號(hào)進(jìn)行探測(cè)收集，并利用波形分析技術(shù)α粒子產(chǎn)生的電子信號(hào)進(jìn)行甄別，實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)樣品α粒子發(fā)射率的測(cè)量。本文件中的低本底α粒子表面輻射檢測(cè)裝置需能夠提供材料能帶間隙等與α粒子捕獲量之間的線性關(guān)系，并具備相關(guān)缺陷表征分析功能。
 

　　2.透射電子顯微鏡
 

　　透射電子顯微鏡(Transmission Electrons Microscope，TEM),是把經(jīng)加速和聚集的高能電子束投射到非常薄的樣品上，電子與樣品中的原子碰撞而改變方向，從而產(chǎn)生立體角散射。散射角的大小與樣品的密度、厚度等相關(guān)，因此可以形成明暗不同的影像，影像將在放大、聚焦后在成像器件(如熒光屏、膠片、以及感光耦合組件)上顯示出來(lái)。透射電子顯微鏡的分辨率非常高，可以達(dá)到 0.1～0.2 nm，放大倍數(shù)為幾萬(wàn)至幾百萬(wàn)倍。因此，使用透射電子顯微鏡可以用來(lái)觀察樣品的精細(xì)結(jié)構(gòu)，甚至可以用于觀察僅僅一列原子的結(jié)構(gòu)，可用來(lái)研究材料的化學(xué)特性、晶體方向、電子結(jié)構(gòu)等。
 

　　3.場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡
 

　　場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(Field Emission Scanning Electron Microscope, FE-SEM)是電子顯微鏡的一種，是利用極細(xì)聚焦電子束沖擊掃描材料表面，通過(guò)電子束和材料表面的相互作用激發(fā)出二次電子或背散射電子等物理信號(hào)，并通過(guò)傳感器收集相關(guān)物理信號(hào)來(lái)反饋樣品的表面形貌，該設(shè)備具有超高分辨率，能做各種固態(tài)樣品表面形貌的二次電子像，背散射電子像等。同時(shí)，配備高性能 X 射線能譜儀后，可以對(duì)樣品表層的微區(qū)成分進(jìn)行定性或半定量分析。
 

　　4.X 射線粉末衍射儀
 

　　X 射線衍射儀(X-ray diffractometer，XRD)通常用來(lái)研究材料的晶體結(jié)構(gòu)，物相組成以及晶粒尺寸和結(jié)晶度等。將 X 射線照射在材料表面，當(dāng)不同原子散射的 X 射線相互干涉，在某些特殊方向上產(chǎn)生強(qiáng) X 射線衍射時(shí)，衍射線在空間分布的方位和強(qiáng)度等信息能夠反映出晶體結(jié)構(gòu)分布情況，從而獲得該材料內(nèi)部原子分布情況。
 

　　測(cè)試條件為： Cu 靶 Kα輻射(λ=0.15418 nm)，Ni 濾波，工作電壓為 40 kV，工作電流為 200 mA，步進(jìn)掃描，掃描速度 10°/min，掃描范圍 10-80°。
 

　　5.拉曼光譜儀
 

　　拉曼光譜儀(Raman spectra)，是一種對(duì)與入射光頻率不同的散射光譜進(jìn)行分析以得到分子振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)方面信息，并應(yīng)用于分子結(jié)構(gòu)研究的一種測(cè)試分析儀器。用于研究物質(zhì)內(nèi)分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的光譜技術(shù)，通過(guò)分析拉曼散射光得到物質(zhì)結(jié)構(gòu)以及物質(zhì)組成成分的信息。
 

　　實(shí)驗(yàn)報(bào)：
 

　　試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)至少包括以下內(nèi)容：試樣；分析結(jié)果及其表示；測(cè)試過(guò)程中觀察到的異?，F(xiàn)象；試驗(yàn)日期。
 

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