ICS77.040 CCSH17 中华人民共和国国家标准 GB/T11073—2025 代替GB/T11073—2007 硅片径向电阻率变化测量方法 Testmethodformeasuringradialresistivityvariationonsiliconwafers 2025-10-31发布 2026-05-01实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布前 言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 本文件代替GB/T11073—2007《硅片径向电阻率变化的测量方法》,与GB/T11073—2007相比, 除结构调整和编辑性改动外,主要技术变化如下: a) 更改了范围(见第1章,2007年版的第1章); b) 增加了术语和定义(见第3章); c) 更改了方法原理(见第4章,2007年版的第3章); d) 更改了干扰因素(见第5章,2007年版的第4章); e) 增加了试剂和材料(见第6章) f) 更改了仪器设备(见第7章,2007年版的第5章); g) 增加了试验条件(见第8章); h) 在样品中增加了“V槽”的内容,并增加了厚度的要求(见9.3和9.4); i) 更改了电阻率测试选点方案(见9.4,2007年版的6.5); j) 更改了试验数据处理(见第11章,2007年版的第8章); k) 更改了精密度(见第12章,2007年版的第9章); l) 删除了几何修正因子表(见2007年版的10.3); m) 删除了硅片径向电阻率变化偏差的计算规定(见2007年版的附录A)。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国半导体设备和材料标准化技术委员会(SAC/TC203)与全国有色金属标准化技术委 员会(SAC/TC243)共同提出并归口。 本文件起草单位:麦斯克电子材料股份有限公司、洛阳鸿泰半导体有限公司、杭州中欣晶圆半导体 股份有限公司、山东有研艾斯半导体材料有限公司、中环领先半导体科技股份有限公司、浙江中晶科技 股份有限公司、浙江海纳半导体股份有限公司、浙江金瑞泓科技股份有限公司、上海新昇半导体科技有 限公司、上海合晶硅材料股份有限公司、广东先导微电子科技有限公司。 本文件主要起草人:方丽霞、郭可、马武祥、邢胜昌、张志林、寇文杰、王江华、朱晓彤、邓春星、黄笑容、 潘金平、李慎重、冯天、尚海波、马金峰。 本文件于1989年首次发布,2007年第一次修订,本次为第二次修订。 ⅠGB/T11073—2025 硅片径向电阻率变化测量方法 1 范围 本文件描述了用直排四探针法测量硅单晶片径向电阻率变化的方法。 本文件适用于厚度小于探针平均间距、直径大于15mm、室温电阻率在3×10-4Ω·cm~1.8× 104Ω·cm的p型硅单晶片及室温电阻率在6×10-3Ω·cm~1×105Ω·cm的n型硅单晶片的径向电 阻率变化的测量。硅单晶片其他范围电阻率的测量参照本文件进行。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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/T1551—2021 硅单晶电阻率的测定 直排四探针法和直流两探针法 GB/T6618 硅片厚度和总厚度变化测试方法 GB/T12965 硅单晶切割片和研磨片 GB/T14264 半导体材料术语 3 术语和定义 GB/T14264界定的术语和定义适用于本文件。 4 方法原理 4.1 直排四探针法 排列成一直线的四根探针垂直地压在近似为半无穷大的平坦样品表面上,当直流电流由探针1、探 针4流入半导体样品时,根据点源叠加原理,探针2、探针3点的电位是探针1、探针4点电流源产生的 电位的和,探针2、探针3之间的电势差即为电流源强度、样品电阻率和探针系数的函数,测量示意图见 图1。将直流电流(I)由探针1、探针4间通入样品,测量探针2、探针3间所产生的电势差(V),根据测 得的电流和电势差值,按公式(1)计算电阻率。 ρ=2πSV I…………………………(1) 式中: ρ———电阻率,单位为欧姆厘米(Ω·cm); S———探针间距,单位为厘米(cm); V———测得的电势差,单位为毫伏(mV); I———测得的电流,单位为毫安(mA)。 1GB/T11073—2025 图1 直排四探针法测试电阻率的示意图 4.2 硅片径向电阻率变化的计算方法 选择4种选点方案(9.6~9.9)中的一种,按GB/T1551—2021的方法进行测量,计算径向电阻率变 化。本文件提供4种测量选点方案(9.6~9.9)。采用不同的选点方案能测得不同的径向电阻率变 化值。 5 干扰因素 5.1 GB/T1551—2021中5.1~5.7的干扰因素适用于本文件。 5.2 样品在测量过程中电流过大或通入电流时间过长,都可能使样品测量区的温度升高,因此测量过 程中电流宜尽可能小,每次测量通电时间宜尽可能短,如果电阻率随通电时间的增大而变化,说明样品 发热,此时宜采取散热措施,使样品在实验室环境温度下保持至少1h,温度平衡后再进行电阻率测试。 5.3 掺杂浓度的局部变化也会引起沿晶体生长方向上的电阻率变化,而四探针测量的是局部电阻率平 均值,该值受样品纵向电阻率变化的影响,在硅片正面和背面测量电阻率变化的结果可能不同。 5.4 当探针位置靠近硅片边缘时,对测量的电压与电流比有明显的影响,可根据电压与电流比和几何 修正因子来计算局部电阻率。 5.5 探针间距对局部电阻率平均值的测量结果有影响,电阻率测量误差量随着探针间距的减小而 减小。 5.6 靠近硅片参考位置测量或在硅片背面及其周围导电的情况下测量均会产生误差。 5.7 按硅片实际直径计算修正因子,会增加几何修正因子的误差。当测量时探针距边缘6mm及以 上,采用标称直径引起的误差可忽略不计。 5.8 硅片厚度会影响电阻率的测量,可根据实际需要确定厚度的允许偏差。 5.9 硅抛光面或腐蚀面导电性能差或表面复合速率低,影响电阻率的测量。 6 试剂和材料 6.1 去离子水:25℃时电阻率大于2MΩ·cm。 6.2 磨料:氧化铝或其他。 7 仪器设备 仪器设备应符合GB/T1551—2021中6.3的规定。 8 试验条件 8.1 环境温度为23℃±5℃。 2GB/T11073—2025 8.2 相对湿度小于65%。 9 样品 9.1 按GB/T1551—2021中6.4的规定制备样品。 9.2 仲裁时如果硅片没有参考面或V槽,则应在硅片背面圆周上作一参考标记,在测量时用该标记代 替硅片的主参考面对硅片进行定位。 9.3 找出任意3条夹角为45°且不与硅片参考面、V槽或标记位置相交的直径,测量并记录直径长度, 如果这3条直径长度都在GB/T12965规定的直径偏差范围以内,则以标称直径为直径值;否则以3条 直径长度的平均值作为直径值。 9.4 用GB/T6618中规定的厚度仪,在选点方案C(见图4)的9个点测量并记录各点厚度,总厚度变 化应不超过样品中心处厚度值的±1.0%。 9.5 宜从4种选点方案(9.6~9.9)中确定一种方案测量硅片径向电阻率变化或由供需双方协商确定的 方案来测量硅片径向电阻率变化。 9.6 选点方案A:小面积十字型,测量6点,在硅片中心点测2次,在两条垂直直径的半径中点(r/2)处 各测量一点,见图2。 图2 四探针测量径向电阻率变化的选点方案A 9.7 选点方案B:大面积十字型,测量6点,在硅片中心点测2次,在两条垂直直径距硅片边缘6mm处 各测量一点,见图3。 图3 四探针测量径向电阻率变化的选点方案B 9.8 选点方案C:小面积及大面积十字型,测量10点,在硅片中心点测2次,在两条垂直直径的半径中 3GB/T11073—2025 点(r/2)处各测量一点,距硅片边缘6mm处各测量一点,见图4。 图4 四探针测量径向电阻率变化的选点方案C 9.9 选点方案D:一条直径上的高分辨型,在硅片中心点以及中心与直径两端的距离之间,去除样品直 径两端外侧6mm,以2mm间隔的位置上进行测量,见图5。 图5 四探针测量径向电阻率变化的选点方案D 注1:图2~图5中每个样品的底部平面表示主参考面、V槽或参考标记;虚线(l)垂直于参考面或参考标记,或者是 V槽的角平分线。 注2:图2~图5中的测量点位置均垂直于样品直径。阿拉伯数字表示四探针测量顺序。 10 试验步骤 10.1 调整样品,使第一条测量的直径位于垂直于主参考面或V槽或通过参考标记的直径沿逆时针方 向旋转30°的位置。仲裁时,记录相对于参考面或V槽或参考标记的各测量点位置。 10.2 选定一种选点方案。 10.3 测量并记录样品的温度。 10.4 按选定的选点方案进行测量,将四探针置于被测样品表面,使四探针的排列直线垂直于经过测量 点的半径,四探针直线的中点在测量点±0.15mm范围内。 10.5 按GB/T1551—2021的规定测量电阻率。 10.6 如果硅片是非标称直径,应记录样品中心到四探针直线中点的距离。 10.7 测量抛光面或腐蚀面时,应对整个样品表面进行均匀粗砂研磨或喷砂处理。仲裁时应在研磨面 上测量。 4GB/T11073—2025