CN112485528A - 一种高阻片的电阻测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高阻片的电阻测量方法，包括以下步骤：(1)将高阻片进行快速热处理；(2)将经步骤(1)处理后得到的高阻片进行钝化前预处理；(3)将经步骤(2)处理后得到的高阻片清洗；(4)将经步骤(3)处理后得到的高阻片进行钝化处理；(5)利用四探针法测量步骤(4)得到的高阻片的电阻值。本发明通过向高阻片氧化层中注入带电离子，中和氧化层中产生的电子，由此避免自然氧化层中带电悬挂键对高阻片电阻测量的影响，从而较为准确的测量出高阻片电阻。
Description
技术领域
本发明属于高阻片技术领域，涉及一种高阻片的电阻测量方法。
背景技术
电子级单晶硅是晶体材料的重要组成部分，处于新材料发展的前沿。其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。各种晶体材料，特别是以单晶硅为代表的高科技附加值材料及其相关高技术产业的发展，成为当代信息技术产业的支柱，并使信息产业成为全球经济发展中增长最快的先导产业。单晶硅作为一种极具潜能，亟待开发利用的高科技资源，正引起越来越多的关注和重视。
电阻是硅单晶重要的参数之一，但是在电阻测量中，尤其是高阻单晶，测试数据往往不稳定，且重复性较差，通常在10％以上，给生产和检验带来许多困难。除了单晶材料不均匀这一原因外，测试方法也是影响数据稳定性和重复性的重要因素。
目前，单晶硅片电阻测量方法主要分为非接触式和接触式两类。非接触式测量电阻如涡流法不需要接触被测物体，不会造成污染，但测量量程受到限制，不适用于高阻测量。因此高阻片测量电阻多采用接触式如四探针测量法，此种方法量程大，可测量高阻。
测量电阻依靠试样内可自由移动的粒子，而高阻片体内可自由移动的离子极少。且高阻片暴露于室温下的空气中时，高阻片的表面将被氧化，这一薄氧化层称为自然氧化层。氧化层中带电悬挂键的存在将影响高阻片的电阻大小，受其影响，很难准确的测量出其真实电阻。
发明内容
本发明目的在于提供一种高阻片的电阻测量方法，以解决自然氧化层中带电悬挂键影响高阻片的电阻大小的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种高阻片的电阻测量方法，包括以下步骤：
(1)将高阻片进行快速热处理；
(2)将经步骤(1)处理后得到的高阻片进行钝化前预处理；
(3)将经步骤(2)处理后得到的高阻片清洗；
(4)将经步骤(3)处理后得到的高阻片进行钝化处理；
(5)利用四探针法测量步骤(4)得到的高阻片的电阻值。
所述步骤(1)中，快速热处理的温度为150～1250℃，升温速率为100～200℃/s，保温时间为20～50s。
所述步骤(2)中，钝化前预处理是将高阻片置于预处理液中，预处理液为HF溶液、或者HF溶液和HNO3溶液以任意比例混合的混合液。
对于表面粗糙的高阻片，置于HF溶液和HNO3溶液的混合液中浸泡1～5min，其中，HF溶液的质量浓度为5％，HNO3溶液的质量浓度为95％。
对于表面抛光处理过的高阻片，置于HF溶液中浸泡0.5～10min，其中，HF溶液的质量浓度为5％。
所述步骤(3)中，清洗介质为高纯水，清洗时间不小于30s，清洗温度为50～70℃。
所述步骤(3)中，清洗方式采用溢出式超声波清洗。
所述步骤(4)中，钝化处理是将步骤(3)得到的电阻片使用电晕的方法不断给电阻片表层氧化薄膜中施加正/负电荷，施加的电荷与电阻片表层氧化薄膜中带电类型相反。
所述步骤(4)中，电晕施加的电荷的密度通过测量硅片少子寿命与电晕电荷密度关系获得。
本发明的原理是：对高阻片进行简单的钝化处理，向高阻片氧化层中注入带电离子，中和氧化层中产生的电子，由此避免自然氧化层中带电悬挂键对高阻片电阻测量的影响。
有益效果：本发明通过对高阻片进行钝化处理，避免了高阻片自然氧化层中带电悬挂键对电阻测量的影响，从而能较为准确的测量出高阻片的电阻。本发明的高阻片测量方法操作简单快捷，取材方便，极大节约测量成本，能够满足日常研究及工业制造的要求。
具体实施方式
本发明的一种用于测量高阻片电阻的方法，包括以下步骤：
(1)将所测高阻片试样置于RTP-300型快速热处理炉内，对样片进行快速热处理(RTP)，快速热处理温度为150～1250℃，升温速度为100～200℃/s，保温时间为20～50s。
(2)将步骤(1)得到的高阻片进行钝化前预处理，根据高阻片表面粗糙程度的不同采取不同的预处理方式，对于表面粗糙的高阻片，置于质量浓度为5％的HF溶液和质量浓度为95％的HNO3溶液的混合液中浸泡1～5min；对于表面抛光处理过的高阻片，置于质量浓度为5％的HF溶液中浸泡0.5～10min。
(3)将步骤(2)得到的高阻片置于超声波清洗机内进行清洗，清洗介质为高纯水，清洗时间不低于30s，清洗温度为50～70℃，清洗方式采用溢出式超声波清洗。
(4)使用电晕(corona)的方法不断给步骤(3)所得高阻片表层氧化薄膜中施加正/负电荷，施加的电荷与电阻片表层氧化薄膜中带电类型相反(如氧化薄膜中带正电荷，则施加负电荷)，完成钝化处理。
使用电晕方法注入合适的电荷以确保达到钝化效果，电晕施加的电荷密度通过测量硅片少子寿命与电晕电荷密度关系获得。
(5)按照测量原理连接线路，利用四探针法测量步骤(4)得到的高阻片样片的电阻值。
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
测量经抛光处理的高阻片电阻，自然氧化层厚度为
高阻片的电阻测量的具体步骤如下：
(1)将所测高阻片试样置于RTP-300型快速热处理炉内，对样片进行快速热处理，快速热处理温度为900℃，升温速度为150℃/s，保温30s。
(2)将步骤(1)得到的高阻片样片用质量浓度为5％的HF溶液浸泡30s。
(3)将步骤(2)得到的高阻片置于超声波清洗机内，以高纯水为清洗介质，进行溢出式超声波清洗30s，清洗温度为50℃。
(4)使用电晕(corona)的方法不断给步骤(3)所得高阻片表层氧化薄膜中施加正/负电荷，施加的电荷与电阻片表层氧化薄膜中带电类型相反，完成钝化处理。电晕施加的电荷密度通过测量硅片少子寿命与电晕电荷密度关系获得。
(5)按照测量原理连接线路，利用四探针法测量步骤(4)得到的高阻片的电阻值。
实施例2
测量经抛光处理的高阻片电阻，自然氧化层厚度为
具体步骤如下：
(1)将所测高阻片试样置于RTP-300型快速热处理炉内，对样片进行快速热处理，快速热处理温度为1000℃，升温速度为160℃/s，保温30s。
(2)将步骤(1)得到的高阻片样片用质量浓度为5％的HF溶液浸泡6min。
(3)将步骤(2)得到的高阻片置于超声波清洗机内，以高纯水为清洗介质，进行溢出式超声波清洗35s，清洗温度为60℃。
(4)使用电晕(corona)的方法不断给步骤(3)所得高阻片表层氧化薄膜中施加正/负电荷，施加的电荷与电阻片表层氧化薄膜中带电类型相反，完成钝化处理。电晕施加的电荷密度通过测量硅片少子寿命与电晕电荷密度关系获得。
(5)按照测量原理连接线路，利用四探针法测量步骤(4)得到的高阻片的电阻值。
实施例3
测量未经抛光处理(表面粗糙)的高阻片电阻，具体步骤如下：
(1)将所测高阻片试样置于RTP-300型快速热处理炉内，对样片进行快速热处理，快速热处理温度为150℃，升温速度为120℃/s，保温30s。
(2)将步骤(1)得到的高阻片样片用质量浓度为5％的HF溶液和质量浓度为95％的HNO3溶液的混合液浸泡1min。
(3)将步骤(2)得到的高阻片置于超声波清洗机内，以高纯水为清洗介质，进行溢出式超声波清洗30s，清洗温度为60℃。
(4)使用电晕(corona)的方法不断给步骤(3)所得高阻片表层氧化薄膜中施加正/负电荷，施加的电荷与电阻片表层氧化薄膜中带电类型相反，完成钝化处理。电晕施加的电荷密度通过测量硅片少子寿命与电晕电荷密度关系获得。
(5)按照测量原理连接线路，利用四探针法测量步骤(4)得到的高阻片的电阻值。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种高阻片的电阻测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将高阻片进行快速热处理；
（2）将经步骤（1）处理后得到的高阻片进行钝化前预处理；
（3）将经步骤（2）处理后得到的高阻片清洗；
（4）将经步骤（3）处理后得到的高阻片进行钝化处理；
（5）利用四探针法测量步骤（4）得到的高阻片的电阻值。
2.根据权利要求1所述的高阻片的电阻测量方法，其特征在于：所述步骤（1）中，快速热处理的温度为150~1250℃，升温速率为100~200℃/s，保温时间为20~50s。
3.根据权利要求1所述的高阻片的电阻测量方法，其特征在于：所述步骤（2）中，钝化前预处理是将高阻片置于预处理液中，预处理液为HF溶液、或者HF溶液和HNO3溶液以任意比例混合的混合液。
4.根据权利要求3所述的高阻片的电阻测量方法，其特征在于：对于表面粗糙的高阻片，置于HF溶液和HNO3溶液的混合液中浸泡1~5min，其中，HF溶液的质量浓度为5%，HNO3溶液的质量浓度为95%。
5.根据权利要求3所述的高阻片的电阻测量方法，其特征在于：对于表面抛光处理过的高阻片，置于HF溶液中浸泡0.5~10min，其中，HF溶液的质量浓度为5%。
6.根据权利要求1所述的高阻片的电阻测量方法，其特征在于：所述步骤（3）中，清洗介质为高纯水，清洗时间不小于30s，清洗温度为50~70℃。
7.根据权利要求1或6所述的高阻片的电阻测量方法，其特征在于：所述步骤（3）中，清洗方式采用溢出式超声波清洗。
8.根据权利要求1所述的测量高阻片电阻的方法，其特征在于：所述步骤（4）中，钝化处理是将步骤（3）得到的电阻片使用电晕的方法不断给电阻片表层氧化薄膜中施加正/负电荷，施加的电荷与电阻片表层氧化薄膜中带电类型相反。
9.根据权利要求8所述的测量高阻片电阻的方法，其特征在于：所述步骤（4）中，电晕施加的电荷的密度通过测量硅片少子寿命与电晕电荷密度关系获得。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210312 |
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