GBT 43885-2024 碳化硅外延片

2024-04-25發(fā)布2024-11-01實施國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由全國半導(dǎo)體設(shè)備和材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC203)與全國半導(dǎo)體設(shè)備和材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會材料分會(SAC/TC203/SC2)共同提出并歸口。本文件起草單位：南京國盛電子有限公司、廣東天域半導(dǎo)體股份有限公司、上海天岳半導(dǎo)體材料有限公司、北京天科合達(dá)半導(dǎo)體股份有限公司、瀚天天成電子科技(廈門)股份有限公司、TCL環(huán)鑫半導(dǎo)體(天津)有限公司、有色金屬技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院有限責(zé)任公司、南京盛鑫半導(dǎo)體材料有限公司、山西爍科晶體有限公司、河北普興電子科技股份有限公司、安徽長飛先進(jìn)半導(dǎo)體有限公司、中電化合物半導(dǎo)體有限公司、上海合晶硅材料股份有限公司、江蘇華興激光科技有限公司、杭州乾晶半導(dǎo)體有限公司、湖南三安半導(dǎo)體有限責(zé)任公司、浙江晶睿電子科技有限公司、寧波合盛新材料有限公司、沈陽星光技術(shù)陶瓷有限公司、深圳基本半導(dǎo)體有限公司、海迪科(南通)光電科技有限公司、哈爾濱科友半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)裝備與技術(shù)研究院有限公司、連科半導(dǎo)體有限公司。1本文件規(guī)定了碳化硅外延片的產(chǎn)品分類、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則及標(biāo)志、包裝、運輸與貯存、隨行文件和訂貨單內(nèi)容。本文件適用于在導(dǎo)電型碳化硅襯底上，生長碳化硅同質(zhì)外延層的外延片，產(chǎn)品用于制作碳化硅電力電子器件。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T2828.1—2012計數(shù)抽樣檢驗程序第1部分：按接收質(zhì)量限(AQL)檢索的逐批檢驗抽樣計劃GB/T6624硅拋光片表面質(zhì)量目測檢驗方法GB/T14146硅外延層載流子濃度測定電容-電壓法GB/T14264半導(dǎo)體材料術(shù)語GB/T19921硅拋光片表面顆粒測試方法GB/T29505硅片平坦表面的表面粗糙度測量方法GB/T30656碳化硅單晶拋光片GB/T32278碳化硅單晶片平整度測試方法GB/T39145硅片表面金屬元素含量的測定電感耦合等離子體質(zhì)譜法GB/T42902碳化硅外延片表面缺陷的測試激光散射法GB/T42905碳化硅外延層厚度的測試紅外反射法YS/T28硅片包裝3術(shù)語和定義GB/T14264界定的術(shù)語和定義適用于本文件。4產(chǎn)品分類4.1碳化硅外延片按外延層導(dǎo)電類型分為n型和p型。n型外延層載流子元素為氮，p型外延層載流子元素為鋁。4.2碳化硅外延片按直徑分為76.2mm、100.0mm、150.0mm、200.0mm等類型。4.3碳化硅外延片按晶型分為4H和6H。25技術(shù)要求5.1總則碳化硅外延片合格質(zhì)量區(qū)(FQA)的邊緣去除要求符合表1的規(guī)定。表1邊緣去除區(qū)直徑邊緣去除區(qū)200.05.2襯底材料碳化硅外延片用襯底材料應(yīng)符合GB/T30656的規(guī)定。襯底片的技術(shù)要求由供方保證，如有需求可由供方提供檢測值。p型碳化硅外延片一般無緩沖層要求。n型碳化硅外延片緩沖層的導(dǎo)電類型是n型，其載流子元素為氮，具體要求應(yīng)符合表2的規(guī)定。表2緩沖層外延層厚度緩沖層厚度緩沖層載流子濃度5.4外延層碳化硅外延片的外延層載流子濃度及其允許偏差和徑向載流子濃度變化應(yīng)符合表3的規(guī)定。表3外延層載流子濃度及其允許偏差和徑向載流子濃度變化導(dǎo)電類型外延層厚度外延層載流子濃度要求直徑76.2mm直徑直徑直徑200.0mmn型5E13～2E19載流子濃度允許偏差3表3外延層載流子濃度及其允許偏差和徑向載流子濃度變化(續(xù))導(dǎo)電類型外延層厚度外延層載流子濃度要求直徑直徑直徑直徑n型徑向載流子濃度變化p型載流子濃度允許偏差徑向載流子濃度變化多層外延層載流子濃度允許偏差徑向載流子濃度變化5.4.2外延層厚度碳化硅外延片的外延層厚度及其允許偏差和徑向厚度變化應(yīng)符合表4的規(guī)定。表4外延層厚度及其允許偏差和徑向厚度變化外延層厚度要求直徑100.0mm直徑150.0mm直徑200.0mm0.2～4厚度允許偏差>50～1500.2～4徑向厚度變化>50～1505.5晶格完整性碳化硅外延層晶格缺陷應(yīng)符合表5的規(guī)定。表5晶格缺陷檢驗項目要求直徑76.2mm直徑100mm直徑150mm直徑200mm層錯密度基平面位錯密度4表5晶格缺陷(續(xù))檢驗項目要求直徑76.2mm直徑100mm直徑150mm直徑200mm微管缺陷(微管直徑>10μm)、胡蘿卜缺陷、彗星缺陷、三角形缺陷、梯形缺陷、掉落物缺陷的缺陷密度5.6表面質(zhì)量5.6.1碳化硅外延片的正表面質(zhì)量應(yīng)符合表6的規(guī)定。表6正表面質(zhì)量檢驗項目要求直徑76.2mm直徑100.0mm直徑150.0mm直徑200.0mm劃痕、劃傷mm累計長度累計長度累計長度累計長度突起個/片崩邊、缺口、溝槽無無無無橘皮、裂紋、疵點、條紋、多晶型區(qū)域無無無無沾污無無無無顆粒(≥1μm)個/片5.6.2碳化硅外延片的背表面應(yīng)顏色均勻一致，背表面質(zhì)量要求由供需雙方協(xié)商確定。5.7表面粗糙度碳化硅外延片表面粗糙度應(yīng)符合表7的規(guī)定。表7表面粗糙度外延層厚度表面粗糙度(Ra)直徑76.2mm直徑100.0mm直徑150.0mm直徑200.0mm0.2～4>4～20>20～50>50～100注1:表面粗糙度掃描范圍為10μm×10μm,取平均粗糙度(Ra)。注2:外延層厚度在100μm以上和多層結(jié)構(gòu)的表面粗糙度由供需雙方協(xié)商確定。5GB/T43885—20245.8幾何參數(shù)碳化硅外延片的幾何參數(shù)應(yīng)符合表8的規(guī)定。表8幾何參數(shù)要求直徑76.2mm直徑100.0mm直徑150.0mm直徑200.0mm總厚度變化(TTV)局部厚度變化(SBIR/LTV)翹曲度(WARP)彎曲度(BOW)土355.9表面金屬碳化硅外延片表面各金屬雜質(zhì)離子含量均應(yīng)不高于1×101atoms/cm2。5.10其他如需方對產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)有特殊要求，由供需雙方協(xié)商確定并在訂貨單中注明。6試驗方法6.1碳化硅外延片的緩沖層濃度測試按GB/T14146的規(guī)定進(jìn)行，碳化硅外延片的緩沖層厚度測試按GB/T42905的規(guī)定進(jìn)行。6.2碳化硅外延片的外延層載流子濃度測試按GB/T14146的規(guī)定進(jìn)行。碳化硅外延片的外延層載流子濃度為所有測試點的載流子濃度平均值，按公式(1)進(jìn)行計算：………(1)式中：N碳化硅外延片的外延層載流子濃度，單位為每立方厘米(cm-3);N;——碳化硅外延片上第i個測試點的載流子濃度測試值，單位為每立方厘米(cm-3);n——碳化硅外延片上的測試點數(shù)目。碳化硅外延片的外延層載流子濃度測試點包括中心點、四個象限中至少一條半徑上等間距多點、其余半徑上至少1個點，測試點分布示意圖見圖1,具體測試位置見表9。如需方對測試點有特殊要求，也可由供需雙方協(xié)商確定。6GB/T43885—2024圖1測試點分布示意圖表9測試位置直徑mm測試點位置123456789—33,0—24,0—16,0—45,0—30,0—20,0—10,0—70,0—65,0—52,0—39,0—26,0—13.0—95,0—90.0—84,0—72,0—60.0—48,0—36,0—24,0—12,06.3碳化硅外延片的外延層載流子濃度允許偏差按公式(2)進(jìn)行計算：式中：△x——碳化硅外延片的外延層載流子濃度允許偏差；………………N碳化硅外延片的外延層載流子濃度，單位為每立方厘米(cm-3);N,——碳化硅外延片的外延層載流子濃度目標(biāo)值，單位為每立方厘米(cm-3)。6.4碳化硅外延片的外延層徑向載流子濃度變化按公式(3)進(jìn)行計算：式中：Nu——碳化硅外延片的外延層徑向載流子濃度變化，%;N;——碳化硅外延片上第i個測試點的載流子濃度測試值，單位為每立方厘米(cm-3);N——碳化硅外延片的外延層載流子濃度，單位為每立方厘米(cm-3);n碳化硅外延片上的測試點數(shù)目。6.5碳化硅外延片外延層厚度的測試按GB/T42905的規(guī)定進(jìn)行。碳化硅外延片的外延層厚度為所有測試點的厚度平均值，按公式(4)進(jìn)行計算：…………7GB/T43885—2024式中：d——碳化硅外延片的外延層厚度，單位為微米(μm);n——碳化硅外延片上的測試點數(shù)目。碳化硅外延片外延層厚度的測試點包括中心點、四個象限中至少一條半徑上等間距多點、其余半徑上至少1個點，測試點分布如圖1所示，具體測試位置見表9。如需方對測試點有特殊要求，也可由供需雙方協(xié)商確定。6.6碳化硅外延片的外延層厚度允許偏差按公式(5)進(jìn)行計算：式中：△?——碳化硅外延片的外延層厚度允許偏差，%;d碳化硅外延片的外延層厚度，單位為微米(μm);d,——碳化硅外延片的外延層厚度目標(biāo)值，單位為微米(μm)。6.7碳化硅外延片的外延層徑向厚度變化按公式(6)進(jìn)行計算：式中：du——碳化硅外延片的外延層徑向厚度變化，%;d;——碳化硅外延片上第i個測試點的外延層厚度測試值，單位為微米(μm);d碳化硅外延片的外延層厚度，單位為微米(μm);n——碳化硅外延片上的測試點數(shù)目。6.8碳化硅外延片的外延層晶格完整性的檢驗按GB/T42902的規(guī)定進(jìn)行。6.9碳化硅外延片表面質(zhì)量(不包括顆粒)的檢驗按GB/T6624的規(guī)定進(jìn)行，經(jīng)供需雙方協(xié)商可用顯微鏡檢驗確認(rèn)。6.10碳化硅外延片表面顆粒的檢測按GB/T19921的規(guī)定進(jìn)行。6.11碳化硅外延片表面粗糙度的檢測按GB/T29505的規(guī)定進(jìn)行。6.12碳化硅外延片幾何參數(shù)的檢測按GB/T32278的規(guī)定進(jìn)行。6.13碳化硅外延片表面金屬的檢測按GB/T39145的規(guī)定進(jìn)行。7檢驗規(guī)則7.1檢查和驗收7.1.1產(chǎn)品應(yīng)由供方或第三方進(jìn)行檢驗，保證產(chǎn)品質(zhì)量符合本文件及訂貨單的規(guī)定。7.1.2需方可對收到的產(chǎn)品進(jìn)行檢驗。若檢驗結(jié)果與本文件或訂貨單的規(guī)定不符時，應(yīng)在收到產(chǎn)品之日起3個月內(nèi)以書面形式向供方提出，由供需雙方協(xié)商確定。7.2組批產(chǎn)品應(yīng)成批提交驗收，每批應(yīng)由相同規(guī)格的碳化硅外延片組成。7.3檢驗項目7.3.1每批產(chǎn)品應(yīng)對外延層載流子濃度、外延層厚度、晶格完整性、表面質(zhì)量、表面粗糙度、幾何參數(shù)和8表面金屬進(jìn)行檢驗。7.3.2每批產(chǎn)品緩沖層的載流子濃度及厚度是否檢驗由供需雙方協(xié)商確定。7.4.1每批產(chǎn)品非破壞性檢測的項目檢測按GB/T2828.1—2012一般檢查水平Ⅱ,正常檢查一次抽樣方案進(jìn)行，或按供需雙方協(xié)商的抽樣方案進(jìn)行。7.4.2每批產(chǎn)品的表面金屬檢測按GB/T2828.1—2012特殊檢查水平S-2,正常檢查一次抽樣方案進(jìn)行，或按供需雙方協(xié)商的抽樣方案進(jìn)行。7.5檢驗結(jié)果的判定7.5.1產(chǎn)品導(dǎo)電類型、晶型由供方保證，如需方抽檢有任一片不合格，判該批產(chǎn)品為不合格。7.5.2產(chǎn)品其他檢驗項目的接收質(zhì)量限(AQL)應(yīng)符合表10的規(guī)定。表10檢驗項目及接收質(zhì)量限序號檢驗項目接收質(zhì)量限AQL1外延層載流子濃度2外延層徑向載流子濃度變化3外延層厚度4外延層徑向厚度變化5晶格完整性層錯密度基平面位錯密度微管缺陷(微管直徑>10μm)、胡蘿卜缺陷、彗星缺陷、三角形缺陷、梯形缺陷、掉落物缺陷的缺陷密度累計6表面質(zhì)量正表面劃痕、劃傷凹坑、突起崩邊、缺口、溝槽橘皮、裂紋、疵點、條紋、多晶型區(qū)域沾污顆粒累計背表面背面顏色一致性7表面粗糙度8幾何參數(shù)總厚度變化局部厚度變化翹曲度彎曲度累計9表面金屬9b)產(chǎn)品名稱；c)產(chǎn)品