ICS 29.045 H 83 备案号：50556-2015S 中华人民共和国电子行业标准 SJ/T11499-2015
碳化硅单晶电学性能的测试方法 Test method for measuring electrical properties of monocrystalline silicon carbide
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
SJ/T 114992015 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。
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本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。
本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会（SAC/TC203）归口，本标准起草单位：中国电子科技集团公司第四十六研究所、工业和信息化部电子工业标准化研究院。
本标准主要起草人：丁丽、郑庆瑜何秀坪、冯亚彬、裴会川。
SJ MINIST
SJ/T 11499-2015
碳化硅单晶电学性能的测试方法
1范围 本标准规定了碳化硅晶体材料导电类型、电阻率、迁移率、载流子浓度的测试方法。
本标准适用于在（-263.15~426.85）C温度范围内，电阻率在1x10Ω-cm以下、品型为6H和4H的碳化 硅单品的电学性能测试。
2规范性引用文件AND 下列文件对于本文必不可少的。
凡是注日期的引用文期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引引月最新版本（包括的修改单）适用于 GB/T 14264 GB/T 30867碳化品片厚度和度变化测试 3术语和定义 GB/T 142的术语和 4方法原理 碳化硅单品学参数测试采用范德堡法。
对于任意形状、厚度均 在样品四周做四。
分别在零磁场和 磁场下测量样品的由公式（1）和公式（2）计算可得到碳化硅单品世阻率和霍尔系数.利 用霍尔系数的符号可列断材料的导电类型。
将电阻率、霍尔系数代人可计算得到碳化硅单品 的霍尔迁移率。
IB x10 un(3) 式中： p电阻率，Ωcm： RH霍尔系数，cm²/C： PH霍尔迁移率，cm²/Vs： 样品厚度，cm：
SJ/T 11499-2015 Va霍尔电压，V： Voc、Vsc-分别为在DC、BC电极间测得的电压，V： IAs、IAD分别为AB、AD电极间通过的电流，A： B垂直于样品的磁通量，T： 范德堡修正因子，见附录A。
（a）图形(b）四叶形（c）方形（d）矩形
图1典型范德堡样品及电极位置 5干扰因素 5.1由于碳化硅半导体材料的电学参数为温度的函数，因此在进行高温测量时，样品温度在测量过程 中应保持恒定，以减少由于温度起伏造成的测量误差。
5.2为避免外界干扰，样品室等装置应注意屏蔽，测量系统的连接电缆应尽量短。
此外，样品架及相 关部件要有良好的绝缘特性，避免漏电的发生。
5.3利用蒸发、溅射等技术制备的样品电极通常在样品表面，因此在不影响电极引线正常引出的情况 下，电极的尺寸应尽量小且靠近边缘。
为使f因子接近1，应在样品对称的位置上制备电极，否则测量 结果将偏离真值。
5.4在保证测量有足够信噪比的前提下，测量电流应尽量小，通常样品上的外加电场应小于1V/cm， 以避免注入现象的发生。
6仪器设备 6.1制样设备 6.1.1蒸发台或溅射台 用于制备金属膜，真空度应优于10Pa 6.1.2合金炉 用于电极烧结，使金属膜与样品之间形成良好的欧姆接触。
合金炉腔内环境应为真空状态或充保护 气体。
若合金炉腔内为真空状态，则真空度应优于10Pa。
6.2几何尺寸测量工具 分度值为0.02mm的外径千分尺或精度相当的其他测量工具。
SJ/T 11499-2015 6.3霍尔测试系统 6.3.1恒流源 为样品提供电流，其电流稳定度应优于土0.5%。
6.3.2电压表 用于测量样品电压，测量精度应优于土0.5%，电压表的输入阻抗应为被测样品阻抗的10倍以上。
6.3.3磁铁 磁通密度范围在（0.2~1.0）T以内，在样品所处范围内磁通密度均匀性应优于士1%。
6.3.4开关矩阵 用于改变样品中电流方向和测量相对应电极的电压，开关矩阵应具有良好的绝缘性和可靠性。
6.4低温样品室 6.4.1低温样品室，温度在（-263.15~26.85）C范围内应连续可调，控温精度应优于土1℃。
6.4.2低温测量装置，应靠近被测样品，测温精度优于土1℃。
6.5高温样品室 6.5.1高温样品室，温度在（26.85~426.85）C范围内应连续可调，控温精度应优于土1C。
6.5.2高温测量装置，应尽量靠近被测样品，测温精度应优于土1C。
6.5.3样品防止氧化装置，用于保护样品及电极在高温下不被氧化。
7试样制备
7.1样品选择 样品应为厚度均匀且无空洞的单晶。
尽量选取对称性好的样品，样品周长Lp应大于1.5cm，厚度 应不大于0.1cm（厚度的测量按照GB/T30867-2014的规定进行）。
典型试样形状见图1。
7.2样品清洗 样品依次用丙酮、酒精进行超声清洗。
7.3制备掩膜 根据样品的形状、尺寸制备掩膜，把电极区域以外的样品表面覆盖起来。
7.4制备金属膜 7.4.1对于电阻率小于10Q*cm的样品，N型碳化硅一般用Ni、Au/Ni或Au/NiCr合金作为欧姆接触 材料，P型碳化硅用AI或Ti作为欧姆接触材料。
7.4.2碳化硅材料多型较多，不同多型性质不尽相同，电极制备材料及工艺也有一定差别，相同的碳 化硅材料也会有多种电极制备方法。
电极应能形成欧姆接触，接触电阻与被测样品相比足够小（对于c、 d两种形状的晶片，一般电极≤边长的10%），且所用材料能够耐受测量所需经历的高温或低温。
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