本标准规定了砷化镓外延层载流子浓度电容-电压测量方法，适用于砷化镓外延层基体材料中载流子浓度的测量。 GB/T 11068-2006 砷化镓外延层载流子浓度电容-电压测量方法 GB/T11068-2006 标准下载解压密码：www.bzxz.net

ICS 77. 040, 01
中华人民共和国国家标准
GB/T11068—2006
代替GB/T110681989
砷化镓外延层载流子浓度
电容-电压测量方法
Gallium arsenide epitaxial layer-Determination of carricrconcentration voltage-capacitance method061214000157
2006-07-18发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标化管理委员会
2006-11-01实施
GB/T 11068—2006
本标准是对GB/T11068—1989≤砷化镓外延层载流子浓度电容-电压测量方法\的修讨，本标准在原标准基础上参考DIN50139%电穿电压法和汞探针测定半导体单晶材料掺杂剂的浓度剖面分布》继制的。
本标与原标准相比主要变动如下：原标推规定，在制作高阻过底样品的欧姆电极时，要在氮气保护及100℃下合金化5min，而经验表明，在350℃~~450℃的温度下合金化都可得到好的欧娜接触电极故将此项要求改为在350℃-~400℃及氮气保护下，合金化5min~10min；取消厂原标准对环境的要求，因为在適常的实验空条件下,所用仪器和测试方法本身对环境温度利湿度并不·f-分敏感，特别是成套仪器。但由于载流子浓度与温度有关，故应在测量报告中标明测量时的环境温度：
一简化了原标准关丁电容仪校准的文字表述。本标准自实施之日起代替（GJ3/T11068—1989。本标准由中国有色金属业协会提出。本标准由全国有色金属标准化技术委员会归口，本标准起草单位：北京有色金属研究总院本标准主要起草人：千彤涵
本标准由全国有色金属标准化技术委员会负责解释。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：\--G3/T 11068—1989。
1范围
砷化镓外延层载流子浓度
电容-电压测量方法
GB/T11068—2006
本标准规定了砷化外延层载流子浓度电容-电压测量方法，适用于化镓外延层基体材料中载流子浓度的测量。测量范围：1×1014cm-32术语和定义
下列术语和定义适用于
击穿电压hreakdownyoltage
当反向偏压增加到某
接触面积
contae
e5x1017cm-3
值时，肖特基结就失去阻挡作用，反向电流迅速增大时的电压值。tarea
汞探针与试样表面的有效接触面积。2.3
势垒电容
半导体内垂值
势垒宽度
er capacitance
于接触面的空间电荷区的电容。barrier width
起势垒作用的空间电荷区的线性宽度J
载流子浓度纵向分
longitudinaldistributionof carrierconcentration白半导体表面向体内垂直方向上载流子浓度与深度的对应关系3原理
汞探针与砷化镓表面接触形成肖特基势垒，当反向偏压增大时，势垒区向砷化缘内部扩展。用高频小讯号测量某一反向偏压下的始垒电容C(F)及由反向偏压增量△V(V)引起的势垒电容增量AC(F)，根据公式（1)和公式（2)可计算出势垒扩展深度（X)和其相应的载流子度N(X）X=A
式中：
势垒扩展宽度，单位um
势垒电容，单位F；
反向偏压增量，单位V；
势垒电容增量，单位F；
载流子浓度，单位cm2
eEyEA?
（2）
GB/T 11068-—2006
求-种化镓接触面积，单位cm：
3,——真空介电常数，其值为8.859×10*2，单位F/m；E——化缘相对介电常数,其值为13.18；e——单位电荷.其值为1.602×10，单位C。4试剂
4. 1 硫酸(l. 84 g/mL).浓度 95% ~98%,优级纯:4.2过氧化氛（pl.00g/mI）),浓度30%.优级纯。5仪器
5.1电容仪或电容电桥：
量程为1pF~/(0pF,误差不于满刻度的1%.测量频率为0.1MHz～1MHz,测试讯号小于25 irv.
5.2数字电压表
灵敏度不低于11nV，误差不大丁满刻度的0.5%，输入阻抗不小于10Ma，5.3直流电源
电/压0V~100V.连续可调，波纹系数不大于0.03%或波纹电压小于3mV。5.4晶体管特性图示仪
灵嫩度不低于10uA/cm
5.5标准电容 A和B
电容A和3分别为10pF利100pF，在测量额率下误差不大于0.25%。5.6汞探针样品台
麻能展蔽光和电磁于扰，汞探针能上下调节。5.7测量显微镜
标尺误差不大于满刻度的0.5%。6样品和电极
6.1砷化镓单晶片
样品经机械抛光后，在硫酸过氧化氢利去离子水以3：1：1为体积比的溶液中腐蚀20s～30s，使表面光充即可，再用去离子水冲洗下净。然后在温度150℃～200℃氮气流里烘干5min～10min。6.2砷化镓外延片
使用清洁光亮的原尘长表面。
6.3欧姆电极
6.3.1对低电阻率底样品，在其背面涂水，紧贴在金属样品台上。山于背面-水-样品台引起的容抗，远较势垒电容的容抗小，测得的电容可认为足势垒电容6.3.2对高电阻率衬底样品.欧姆电极应做在低电阻率外延层。电被材料用铟或錦-铟合金，在350℃400（及氮气保护下，合金化5 min～~j0 min6.4外延层厚度范围
川测量外延层的最小厚度变起始测量偏压下势垒宽度的限制.最人厚度受肖特基结击穿电压限制两者与载流子浓度的依赖关系图1所示：者外延层厚度大丁可测最人厚度，外延层载流子浓度需逐层腐蚀测量，
6.5汞探针
势坠宽度
起始测画电压
图1砷化镓势垒宽度、击穿电压与载流子浓度的关系曲线GB/T 11068—2006
取直径为1III:长4I的银丝：端连接外引线，另-端用环氧树脂封入约5 nm长的玻璃毛细管内，银丝露山端面，磨平，用去离了水清洗干净，沾上一滴汞，即成汞探针。汞表面应清活。须特别注意求及其蒸气是有物质,应有相应的防护猎施，操作应在通风条件下进行。7测量步骤
7.1电容仪的校准
7.1.1把长度适当的屏蔽电缆接到电容仪上（此吋电缆应不与标准电容连接），调节电容仪零点。7.1.2分别将电缆与标准电容A和H连接测量并记录电容值（pF).如果电容仪低于5.1条款的要求，应按说明书调整。电容仪校推完后，断开标准电容。7.2测量样品击穿电压
7.2.1对低电刚率村底样品，在其背面涂水紧贴在金属样品台上+对高电阻率衬底试样，应使欧姆电級与金属样品台形成良好接触。然后使汞探针与试样表面接触，借助显微镜调节接触面积。7.2.2用屏蔽电缆将试样欧姆电极和汞探针分别与晶体管特性图示仪的晶体管插座e和c连接（在P型晶体管测量状态下），观测试样反向特性，测量并记录击穿电压V1的值。根据反问持性及击穿电压的观测结果检验肖特基势垒是香形。7.3测量势垒电容
7.3.1将样品台与电容仪连接。电容仪的低端与试样欧姆电被连接，端与汞探针连接。电容仪置于大量程，施加0.5V反向偏压，根据电容仪的读数，选择合适的最程。3
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7.3.2提升汞探针，使其与试样表面正好断开，调节该量程零点。7.3.3降下汞探针并与试样表面接触，精确调节接触面积。7.3.4在反向偏压V，=0.5V下测量势垒电容值CM并记录对于数据，完成数据记录表。反向偏压值记为止数，各数据取3位有效数字。数据记录表应包括下列内容：
a）反向偏压，V(单位V)；
势垒电容测量值，CM（单位pF)；b）
势垒电容修正值，C(单位pF)；
势垒扩展深度，X（单位μm）；d)
载流子浓度，N（单位cm
7.3.5调节反向偏压，使势垒电容比Cu降低4%~6%，记录此时的反向偏压V。与势垒电容CM，记人数据记录表。
7.3.6逐次降低势垒电容4%6%，重复记录反向偏压与势垒电容。直到反向偏压接近击穿电压或反向电流密度大于30A/mm即停止测量。测量完毕后，将反向偏压降至零。8计算
8.1测量出的势垒电容值（CM.）按式（3）进行修正，修正值C，记入数据记录表。s
式中：
CME=CX
第1次势垒电容测量值，单位pF；C——经修正后的势垒电容值，单位pF：D
汞探针接触面的直径，单位mm。0.575D
·（3）)
8.2势垒扩展深度9
um）及载流了浓度N（X）（cm3）按式（4）、式（5）计算。计算结果记人数据记录表。
式中：
1.83×10×c+cm免费标准bzxz.net
1.08X1010
X一第i次测量时势垒扩展深度，单位μm;N(X)-
(C,+C+)×(V+I-
对应于势垒扩展深度X，处的载流子浓度，单位cm-一CM经式（3）修止后的势垒电容值，单位pF；C+1——CM+I经式（3)修正后的势垒电容值，单位pF；V第次外加反向偏压值，单位伏特；Vi-i
第+1次外加反向偏压值，单位伏特，·（4）
（5）
当各个N(X,)值在其平均值上下相对涨落小于10%时，载流子浓度N取平均值。否则，以lgN（X）对X.作图，画出载流子浓度分布曲线。9精密度
本测量方法单一实验室及多实验室测量精密度不大于士10%。4
测试报告
测试报告应包括下列内穿：
样品名称和类型；
图示样品测量点的位置；
平均载流了浓度或载流子浓度分布曲线；其他（需要时可附加说明)。
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中华人民共和国
国家标准
砷化镓外延层载流子浓度
电容-电压测冠方法
GB/T 11068—2C06
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开本880×123C1/16印米0.75字数11千字2006年11月第次印刷
2006年17月第一版
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