这一指导文件学术上由全球硅片委员会批准，并由北美硅片委员会直接负责。现今的版本由北美地区标准委员会在 1. 目的 1.1 如果半导体中载流子浓度不太高，载流子复合寿命由能级位于禁带中的杂质中心决定。很多金属杂质在硅中形成这样的复合中心。在大多数情况下，这些杂质很低的浓度（≈1010至1013原子/cm3）即可使复合寿命降低，对器件和电路起有害的作用。在某些情况下，例如甚高速双极开关器件和大功率器件，复合特性必须细心地控制以达到所需的器件性能。 1.2 本测试方法包含多种类型硅片载流子复合寿命的测试步骤。由于测试时在片子上没有制作电接触点，在测试后，如果片子的清洁度保持良好，可以对其进行后续的工艺操作。 1.3 本测试方法适用于研究开发、工艺控制、以及材料的验收。由于本测试方法的精度还没有得到实验室间实验确认，测试各有关方只有在确认了该方法测试数据的重复性和相关性之后方可将其用于材料的规格和验收。 2. 范围 2.1 本方法包含室温电阻率大于0.05W·cm左右的均匀掺杂的抛光的n型或p型硅片与载流子复合过程相关的载流子寿命的测量。只要电导率检测系统的灵敏度足够，本测试方法也可应用于测量切割、研磨、腐蚀硅片的载流子复合寿命。 2.2 在本测试方法中，通过监测样片微波反射来测定光脉冲产生过剩载流子之后样片电导率的衰退。因为在样品上没有制作接触点，本检测方法是非破坏性的。如果样品的清洁度保持良好，在本法检测之后，样片可进入下道工序。 2.3 与光激发水平有关，按本法测定的载流子复合寿命可以是少数载流子寿命（低注入水平）或少数和多数载流子的混合寿命（中等和高注入水平）。在后一种情况，如果假定是可采用肖克来-雷德-霍耳模型的单一复合中心的某些情况，可将少数和多数载流子寿命分开（见相关资料1）。 2.4 本检测方法适用于测量0.25ms到>1ms范围内的载流子复合寿命。最短可测寿命值取决于光源的关断特性及衰退信号测定器的采样频率，而最长可测值取决于试样的几何形状以及样片表面的钝化程度。配以适当的钝化工艺，如热氧化或浸入适当的溶液中，对于SEMI M1标准中规定厚度的抛光片，长到数十毫秒的寿命值也可被测定。 注1：大样块的载流子复合寿命可以用SEMI MF28方法A或B测定。这些也是基于光电导衰退（PCD）的测试方法需要在样品上制作电接触。此外，在所有的表面都假设有很大的表面复合，因而寿命测量的上限由检验样品的尺寸决定。测试方法SEMI MF28中的方法B规定检验要在低注入水平的条件下进行，以保证测量的是少数载流子寿命。少子寿命可以通过按照SEMI MF 2.5 对测量数据进行解释以判别杂质中心的起因和本质不在本测试方法范围内。单从载流子复合寿命的测量中可得到的此方面的某些信息在相关资料中讨论。“注入水平谱”3的利用在相关资料1中讨论，低注入水平下测定的载流子复合寿命温度关系4的利用在相关资料2中讨论。用复合寿命的测量来识别样片中的杂质中心及其浓度，通常更可靠的是用SEMI MF978深能级瞬态谱（DLTS）方法，或在杂质特性的适当类别已知时利用其它电容或电流瞬态谱技术5。 2.6 影响载流子复合寿命的金属杂质可在各个工艺过程中引入到样片中，特别是那些涉及高温的过程。分析工艺过程以检查沾污源（见6.4节）不在本方法范围内。虽然本测试方法通常是非选择性的，但在非常有限的条件下，某些个别的杂质种类是可被识别出来的（见6.3节、相关资料1和相关资料2）。 注：本标准不打算述及在其应用中可能会遇到的任何安全问题。在使用前制订适宜的安全及健康操作方法并确定规章及其它限制的适用性，是本标准使用者的责任。 3. 限制 3.1 光注入高次模的衰退会影响衰退曲线的形状，特别是在其早期阶段6。在高次模消失之后进 行测量可减小此效应（在衰退信号最大值的50%以下开始）。 3.2 如果载流子的寿命使其载流子扩散长度大于片子厚度的0.1倍，必须靠热氧化或浸入适当 的电解液来消除在片子表面处复合的效应（见11节）。 3.3 本方法不适于测量很薄的硅膜的复合寿命。如果检验样品的厚度与入射光吸收系数的倒数 差不多大小或更小，衰退曲线将由于过剩载流子产生过程的空间关系而受到扭曲。 |
