ICS 77.040 H 21
YS
中华人民共和国有色金属行业标准
YS/T15—2015 代替YS/T15—1991
硅外延层和扩散层厚度测定
磨角染色法
Test method for thickness of epitaxial layers and diffused layers
byanglelapstain
2015-04-30发布
2015-10-01实施
中华人民共和国工业和信息化部 发布 中华人民共和国有色金属
行业标准硅外延层和扩散层厚度测定
磨角染色法 YS/T 15—2015
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中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号（100029）北京市西城区三里河北街16号（100045）
网址：www.gb168.cn 服务热线：400-168-0010
010-68522006
2015年12月第一版
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书号：155066·2-29195
版权专有 侵权必究 YS/T15—2015
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准代替YS/T15一1991《硅外延层和扩散层厚度测定 磨角染色法》。 本标准与YS/T15一1991《硅外延层和扩散层厚度测定磨角染色法》相比，主要有如下变动：
测量范围由原"1μm~25μm”改为"1μm~100μm”；规范性引用文件中增加GB/T6617、GB/T14146、GB/T14264、GB/T14847；增加了术语和定义、干扰因素；方法提要中用显微镜图像处理技术代替干涉条纹法计算薄层厚度； “试剂和材料”删除了与干涉条纹法有关的试剂和材料；删除了原图2，增加了斜面示意图：修改了测量步骤及测量结果的计算；重新确定了精密度。
本标准由全国有色金属标准化技术委员会（SAC/TC243)提出并归口。 本标准起草单位：南京国盛电子有限公司、有研新材料股份有限公司、上海晶盟硅材料有限公司。 本标准主要起草人：马林宝、杨帆、葛华、孙燕、徐新华。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为：
YS/T15—1991。
1 YS/T15—2015
硅外延层和扩散层厚度测定
磨角染色法
1范围
本标准规定了测定硅外延层和扩散层厚度的磨角染色法，本标准适用于外延层和扩散层与衬底导电类型不同或两层电阻率相差至少一个数量级的任意电阻
率的硅外延层和扩散层厚度的测量，测量范围为1um～100um。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 1550 非本征半导体材料导电类型测试方法 GB/T66172009硅片电阻率测定扩展电阻探针法 GB/T 14146 硅外延层载流子浓度测定汞探针电容-电压法 GB/T 14264 半导体材料术语 GB/T 14847 重掺杂衬底上轻掺杂硅外延层厚度的红外反射测量方法
3术语和定义
GB/T14264界定的术语和定义适用于本文件。
4方法提要
试样经研磨获得一个与原始表面有很小倾角的斜面，通过化学染色在斜面上显露出各层间的界面。 采用显微镜图像处理技术，读取薄层斜面长度，根据薄层斜面的长度计算薄层厚度
5干扰因素
5.1 染色后各层间的分界线模糊会影响测量结果的精度 5.29.3中在电脑图像界面取值时的操作会给测量结果带来差异 5.3 测量时图3中AB线应与染色后各层间的分界线垂直，否则会加大测量误差
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6 试剂和材料
6.1 氢氟酸：（p=1.15g/mL)分析纯。 6.2 过氧化氢（3十7），分析纯， 6.3 高纯水：电阻率大于2Mα·cm（25℃）。 6.4 腐蚀液：将氢氟酸（6.1)和过氧化氢（6.2）按2：1体积比混合均匀。
1 YS/T15—2015
7仪器设备
7.1 磨角装置：由一个使试样倾斜1°～5°的柱塞和柱塞套组成，示意图见图1。 7.2 测量装置：具有图像处理功能的光学显微镜，放大倍数应不小于200倍。
O
O
说明：
调节螺丝； 2- 试样； 3- 柱塞；
1-
柱塞套； 5- 研磨方向。
4-
图1月 磨角装置示意图
8 试样制备
试样制备按下列步骤进行： a) 按GB/T14847规定的方法确定硅外延层和扩散层的厚度范围； b) 选择需测试的部位切割样片； c) 参照GB/T6617一2009中6.2对样片进行研磨； d) 将研磨的试样进行染色，染色按下列步骤进行：
1) 按GB/T1550规定的方法确定薄层和衬底的导电类型： 2) 按GB/T14146规定的方法确定外延层和扩散层的电阻率范围； 3) 将试样放入腐蚀液（6.4），浸泡约1min；
将试样取出，用高纯水洗净，吹干； 5) 将样品重新粘在磨角装置的斜面上，放到显微镜下，如果界面清晰，则进行厚度测量；否则
4)
按3)～4)重新处理。
9 测量步骤
9.1 将制备好的试样连同柱塞安放在显微镜的载物台上，安放斜面如图2所示。
2 YS/T15—2015
说明：
外延层或扩散层； 2- 衬底层； 3- 柱塞倾斜角9；
1
水平表面。
4
图2 2斜面示意图
9.2 调节显微镜的焦距至视场清晰，采集获取图像。 9.3进人图像处理界面，在图像相应区域，选择距离线，点击起始A点，按住鼠标左键拖动至终止B 点，软件自动给出选择的AB距离长度L，如图3所示，A、B两点连线应与染色后各层间的分界线垂直。
200um
270.9
图3薄层斜面长度量取图
10 测量结果的计算
硅外延层或扩散层的厚度按式（1）计算：
T=L X sino
......(1) YS/T15—2015
式中： T 硅外延层或扩散层厚度，单位为微米（um）； L- 薄层斜面长度，单位为微米（um）；
L/SX
柱塞倾斜角，单位为度（°）。
0
一
11 精密度
11.1 重复性
重复性测量是在同一实验室对2个样品进行测量得到的，对于薄层厚度为1um～100um的试样，单个实验室测量的相对标准偏差为土1.5%。 11.2 再现性
再现性测量是在3个实验室间进行，对于薄层厚度为1um～100um的试样，多个实验室测量的相对标准偏差为土2%。
12 试验报告
试验报告应包括以下内容： a) 试样编号； b) 薄层与衬底的导电类型； c) 外延层或扩散层厚度； d) 本标准编号； e) 操作者； f) 测量日期。
版权专有 侵权必究
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书号：155066·2-29195
YS/T15-2015