半導(dǎo)體器件 功率器件用碳化硅同質(zhì)外延片缺陷的無損檢測識別判據(jù) 第2部分：缺陷的光學(xué)檢測方法 編制說明

1碳化硅(SiC)作為典型的寬禁帶半導(dǎo)體材料，與硅(Si)相比，具有擊穿電場高、導(dǎo)熱率高、飽和電子漂移速度高和本征載流子濃度低等優(yōu)越的物理性能，非常適合在大功率、高溫和高頻環(huán)境下應(yīng)用，因此廣泛應(yīng)用于新一代功率半導(dǎo)體器件中。SiC基功率半導(dǎo)體器件相對于硅基器件，具有更快的開關(guān)速度、低損耗、高阻斷電壓和耐高溫等性能。當(dāng)前，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正處于深度變革，化合物半導(dǎo)體成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展新的關(guān)注點，我國正加緊產(chǎn)業(yè)布局，搶占發(fā)展的主動權(quán)。SiC外延片是在碳化硅單晶拋光片上經(jīng)過化學(xué)氣相沉積反應(yīng)生長一層導(dǎo)電類型、載流子濃度、厚度和晶格結(jié)構(gòu)都符合要求的碳化硅單晶薄膜，SiC同質(zhì)外延片中存在的缺陷是衡量SiC外延片質(zhì)量的重要參數(shù)，也直接影響SiC基功率半導(dǎo)體器件的成品率和可靠性，準確識別SiC外延片中的缺陷，對于SiC外延片的制備、使用有重要的意義。關(guān)于SiC外延片中的缺陷分類及其檢測方法，在我國目前均無統(tǒng)一的標準，需制定國家標準，規(guī)范SiC外延片的缺陷分類及其檢測方法，指導(dǎo)SiC外延片的生產(chǎn)和使用，促進國內(nèi)SiC半導(dǎo)體材料和SiC基功率半導(dǎo)體器件的發(fā)展?！栋雽?dǎo)體器件功率器件用碳化硅同質(zhì)外延片缺陷的無損檢測識別判據(jù)第2部分：缺陷的光學(xué)檢測方法》標準制定是2021年第4批國家標準計劃項目，計劃項目批準文號：國標委發(fā)【2021】41號，計劃項目代號：20214649-T-469。歸口單位為全國半導(dǎo)體設(shè)備和材料標準化技術(shù)委員會(TC203)歸口，執(zhí)行單位為全國半導(dǎo)體設(shè)備和材料標準化技術(shù)委員會材料分會(TC203/SC2)，承辦單位為中國電子科技集團公司第十三研究所，項目周期為18個月。3.1、起草階段2022.1~2022.6:成立了編制組,查詢、收集和分析相關(guān)標準資料。編制組由半導(dǎo)體材料的設(shè)計人員、工藝人員、檢驗試驗管理人員和標準化人員組成；編制組首先對IEC63068-2Ed1.0:2019進行翻譯和研究，同時對收集的SiC外延材料相關(guān)的標準和資料2進行分析。編寫組召開研討會，在草案的基礎(chǔ)上對標準的內(nèi)容進行進一步的完善，形成《半導(dǎo)體器件功率器件用碳化硅同質(zhì)外延片缺陷的無損檢測識別判據(jù)第2部分：缺陷的光學(xué)檢測方法》征求意見稿.4、標準主要起草單位及人員所做的工作中國電子科技集團公司第十三研究所作為本標準的主要承辦單位，是國內(nèi)最早開展SiC同質(zhì)外延材料生長研究的單位之一，多年從事各種材料的研制工作。目前已實現(xiàn)SiC外延材料工程化生產(chǎn)，形成了碳化硅外延工藝生產(chǎn)和測試平臺，掌握了設(shè)計仿真、缺陷表征、參數(shù)檢測以及穩(wěn)定性控制的全套外延生產(chǎn)技術(shù)，SiC外延片產(chǎn)品摻雜濃度不均勻性、厚度不均勻性、缺陷等典型指標達到國內(nèi)領(lǐng)先水平，技術(shù)力量雄厚，測試分析手段豐富，擁有多臺套國際先進、全系列的半導(dǎo)體外延材料測試設(shè)備，具備制定本標準的技術(shù)實力，在標準制定過程中同時也牽頭組織了標準的試驗驗證工作，為標準技術(shù)內(nèi)容的確定奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。二、標準編制原則及確定標準主要內(nèi)容的依據(jù)本標準等同采用IEC63068-2Ed1.0:2019《半導(dǎo)體器件功率器件用碳化硅同質(zhì)外—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》、GB/T1.2-2020《標準化工作導(dǎo)則第2部分：以ISO/IEC標準化文件為基礎(chǔ)的標準化文件起草規(guī)則》的規(guī)定。2、標準主要內(nèi)容的確定依據(jù)除編輯性修改外，標準的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容與IEC63068-2：2019保持一致。本標準包含了范圍、引用文件、術(shù)語和定義和光學(xué)檢測方法四章內(nèi)容，其中檢測方法中對測試的原理、條件、參數(shù)設(shè)置、程序、評價和報告等內(nèi)容進行詳細的規(guī)定。具體說明如下：1)范圍：商用碳化硅(SiC)同質(zhì)外延片產(chǎn)品上缺陷的光學(xué)檢測方法。2)規(guī)范性引用文件：本標準沒有規(guī)范性引用文件，按照GB/T1.1的編寫要求，保留該章編號和標題的設(shè)置。3)術(shù)語和定義：給出了光學(xué)檢測、光學(xué)成像、照明等術(shù)語定義，本文件中術(shù)語主IEC，盡量和IEC原文保持一致。4)光學(xué)檢測方法：規(guī)定了具有表面形態(tài)特征的缺陷的光學(xué)檢測方法。其中包括測3試原理、測試條件、測試參數(shù)設(shè)置和測試數(shù)據(jù)處理方法。5)附錄A為資料性附錄：介紹了反射照明下通過明場差分干涉獲得的4H-SiC同質(zhì)外延片缺陷的典型圖像和特征。三、標準水平分析本標準等同采用IEC63068-2Ed1.0:2019《Semiconductordevice-Non-destructiverecognitioncriteriaofdefectsinsiliconcarbidehomoepitaxialwaferforpowerdevices–Part2:Testmethodfordefectsusingopticalinspection》。本次標準的制定對碳化硅同質(zhì)外延片制備技術(shù)的提高，規(guī)范碳化硅外延片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到巨大的推動作用，同時實現(xiàn)了與國際標準的接軌。本標準為推薦性國家標準，達到了國際一般水平。四、與現(xiàn)行法律、法規(guī)、強制性國家標準及相關(guān)標準協(xié)調(diào)配套情況目前國內(nèi)無碳化硅同質(zhì)外延片無損檢測相關(guān)標準。本標準與現(xiàn)行的法律、法規(guī)及國家標準、國家軍用標準、行業(yè)標準沒有沖突，不涉及知識產(chǎn)權(quán)糾紛。目前SiC已發(fā)布的SiC材料和器件相關(guān)國家標準主要包括：第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟標準T/CASA004.1《4H碳化硅襯底及外延層缺陷術(shù)語》第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟標準T/CASA004.2《4H-SiC襯底及外延層缺陷本標準等同采用IEC63068-2Ed1.0:2019，對缺陷的分類和檢測方法進行補充，是對上述聯(lián)盟標準的補充和配套。五、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)編制組根據(jù)起草前確定的編制原則進行了標準起草，標準起草小組前期進行了充分的準備和調(diào)研，并做了大量調(diào)查論證、信息分析和試驗工作，標準在主要技術(shù)內(nèi)容上，行業(yè)內(nèi)取得了較為一致的意見，標準起草過程中未發(fā)生重大分歧意見。六、標準作為強制性標準或推薦性標準的建議建議本標準將作為推薦性國家標準實施。七、廢止現(xiàn)行有關(guān)標準的建議無替代或廢止現(xiàn)行相關(guān)標準。4八、貫徹國家標準的要求和措施建議本標準的實施與現(xiàn)有的其他標準沒有沖突之處。本標準的制定和推廣，有利于規(guī)范行業(yè)的發(fā)展，有利于國內(nèi)半導(dǎo)體材料、符合大尺寸半導(dǎo)體