磷是最常见的n型掺杂物之一。多晶硅中含有适量的磷可以提高导电性,高于一定浓度后磷就成为一种有害杂质,会影响多晶硅的结构和电学性能。所以需要控制和检测多晶硅中磷的浓度。
当检测出磷浓度过高时要立即采取相应措施,包括调整原料、改进生长过程、后处理等多种方法,以尽量降低最终产品中的磷含量。
检测多晶硅中的磷含量可以使用的化学方法有以下几种:
漫菲氏法:
这是最常用的方法。重点是利用磷与钼酸的反应生成蓝色的磷钼酶,其最大吸收波长在660nm左右。通过测量样品在此吸收波长下的光密度与已知浓度标准样建立比照曲线,进而确定样品中的磷浓度。
操作步骤:
将多晶硅溶解于浓硝酸中->加入过量的钼酸钾和酸化剂->加入乙腈,形成磷钼酶溶液->用光密度计测量660nm处的光密度
酚酞法:
重点是利用磷与酚酞的反应生成黄色的磷酚酞复合物,其最大吸收峰位于420nm。
操作步骤:
将多晶硅溶解于浓硫酸中->加入过量的银砷酸->加入酚酞溶液,磷与酚酞反应->测量420nm处的光密度
硫酸铵钼酸法:
操作方法类似酚酞法,但是利用的是磷与钼酸在铵离子存在下反应生成黄色的磷钼酶。测量其410nm-420nm处的吸光度与磷含量呈正比。
以上三种方法中,使用光度计测量总是以吸光度和磷含量的线性正比为基础。通过建立标准曲线,就可以根据测得的吸光度计算出多晶硅中的磷含量。
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