GBT-埋層硅外延片

PAGEPAGE3國家標(biāo)準(zhǔn)《埋層硅外延片》（送審稿）編制說明工作簡況立項(xiàng)目的和意義埋層硅外延工藝是IC芯片工藝中一道必不可少的工序，通過在芯片的埋層電路片上做選擇性外延生長，將摻雜劑植入芯片電路中，能夠有效改善心芯片器件性能指標(biāo)。國內(nèi)的埋層硅外延工藝技術(shù)也已成熟運(yùn)用多年，而且越來越多的國際性半導(dǎo)體廠商選擇在中國進(jìn)行加工與貿(mào)易，迫切需要出臺埋層硅外延片產(chǎn)品相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范埋層硅外延片的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，提高國內(nèi)整體的埋層硅外延片制造水平，趕超國際先進(jìn)水準(zhǔn)，支撐國內(nèi)半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，任務(wù)來源根據(jù)《國家標(biāo)準(zhǔn)委關(guān)于下達(dá)2022年第一批國家標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃的通知》（國標(biāo)委綜合[2022]17號）的要求，由南京國盛電子有限公司負(fù)責(zé)《埋層硅外延片》的編制，項(xiàng)目計(jì)劃編號：20220133-T-469，計(jì)劃于2023年完成。項(xiàng)目承擔(dān)單位概況南京國盛電子有限公司成立于2003年，是中國電科半導(dǎo)體材料公司控股的國有企業(yè)。國盛公司作為國內(nèi)最早生產(chǎn)硅外延片的專業(yè)企業(yè)，擁有4-8英寸硅外延片自主研發(fā)的批生產(chǎn)技術(shù)和多項(xiàng)發(fā)明專利，承擔(dān)了國家科技重大專項(xiàng)、國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目及省科技成果轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)型升級等多項(xiàng)研制任務(wù)，具有較高的行業(yè)地位，獲得包括北京燕東、華潤微電子、中航微電子、臺積電中國等多家知名高端半導(dǎo)體企業(yè)對埋層硅外延片加工的質(zhì)量體系認(rèn)證，目前4-8英寸埋層硅外延片每年加工量達(dá)到100萬片，具備編制本標(biāo)準(zhǔn)的能力和資質(zhì)。主要工作過程2022年6月，南京國盛電子有限公司接到《埋層硅外延片》國家標(biāo)準(zhǔn)正式下達(dá)計(jì)劃后，組建了由南京國盛電子有限公司、南京盛鑫半導(dǎo)體材料有限公司、**、**、***等公司專家成立的標(biāo)準(zhǔn)編制組。編制組詳細(xì)討論并認(rèn)真填寫了標(biāo)準(zhǔn)制定項(xiàng)目任務(wù)落實(shí)書，廣泛調(diào)研收集整理了國內(nèi)外與本標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、論文、專著等文獻(xiàn)資料，結(jié)合目前埋層硅外延片的客戶端產(chǎn)品質(zhì)量需求情況，于2023年1月完成了標(biāo)準(zhǔn)討論稿。2023年2月，由全國半導(dǎo)體設(shè)備和材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會材料分會主持在江蘇省徐州召開了《埋層硅外延片》標(biāo)準(zhǔn)的第一次會議，共有中國電子科技集團(tuán)公司第四十六研究所、有研半導(dǎo)體硅材料股份公司、中環(huán)領(lǐng)先半導(dǎo)體材料有限公司、浙江金瑞泓科技股份有限公司等24家單位的35名專家參加了本次會議，與會專家對標(biāo)準(zhǔn)的討論稿進(jìn)行了認(rèn)真、熱烈的討論，對該標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要點(diǎn)和內(nèi)容進(jìn)行了充分的討論，并提出了相應(yīng)修改意見。根據(jù)徐州會議的要求，編制組對討論稿進(jìn)行了修改及相關(guān)內(nèi)容的補(bǔ)充和完善，于2023年6月形成了征求意見稿。2023年6月，編制組將征求意見稿發(fā)函浙江金瑞泓科技股份有限公司、中環(huán)領(lǐng)先半導(dǎo)體材料有限公司、上海晶盟硅材料有限公司、杭州中欣晶圓半導(dǎo)體股份有限公等相關(guān)單位征求意見。根據(jù)行業(yè)內(nèi)征求的意見，結(jié)合目前行業(yè)的實(shí)際情況，充分考慮行業(yè)的可操作性，編制組對征求意見稿進(jìn)行修改，形成了預(yù)審稿。2023年9月12日，由全國半導(dǎo)體材料標(biāo)準(zhǔn)化分技術(shù)委員會組織，在江蘇省如皋市召開《埋層硅外延片》標(biāo)準(zhǔn)第二次工作會議（預(yù)審），共有上海晶盟硅材料有限公司、杭州中欣晶圓半導(dǎo)體股份有限公、浙江金瑞泓科技股份有限公司等26家單位36位專家參加了本次會議。與會專家對標(biāo)準(zhǔn)資料從標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容和文本質(zhì)量等方面進(jìn)行了充分的討論。會上對編制組提交的預(yù)審稿達(dá)成修改意見，具體見意見匯總表（提出單位為預(yù)審會）。會后，標(biāo)準(zhǔn)編制組根據(jù)預(yù)審會的要求對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改，形成了送審稿。標(biāo)準(zhǔn)主要起草人及起草工作本標(biāo)準(zhǔn)編制組起草人均從事硅外延行業(yè)多年，有豐厚的產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。起草人的工作包括收集和整理相關(guān)文獻(xiàn)資料，制備不同規(guī)格的樣品，撰寫標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)文件等。標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的論據(jù)編制原則本標(biāo)準(zhǔn)起草單位自接受起草任務(wù)后，成立了標(biāo)準(zhǔn)編制組負(fù)責(zé)收集生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、檢驗(yàn)數(shù)據(jù)、市場需求及客戶要求等信息，初步確定了《埋層硅外延片》標(biāo)準(zhǔn)起草所遵循的基本原則和編制依據(jù)：查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)外客戶的相關(guān)技術(shù)要求；根據(jù)國內(nèi)埋層硅外延片生產(chǎn)企業(yè)的具體情況，力求做到標(biāo)準(zhǔn)的合理性和實(shí)用性；按照GB/T1.1的要求進(jìn)行格式和結(jié)構(gòu)編寫。確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的論據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合我國行業(yè)內(nèi)埋層硅外延片的實(shí)際生產(chǎn)和使用情況，考慮埋層硅外延片的發(fā)展和行業(yè)現(xiàn)狀制定而成。主要內(nèi)容是各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)、參數(shù)、公式、性能要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則等。埋層硅外延片的關(guān)鍵評判指標(biāo)，具體有：埋層硅外延片外延前的質(zhì)量要求、埋層硅外延片中的圖形漂移率、圖形畸變率，以及埋層硅外延層的電阻率和允許偏差、厚度及厚度變化、徑向電阻率變化、硅外延層縱向電阻率分布、正/背面質(zhì)量、內(nèi)部缺陷、幾何參數(shù)、表面金屬雜質(zhì)、表面顆粒等。主要內(nèi)容產(chǎn)品分類埋層硅外延片按導(dǎo)電類型分為N型和P型。N型外延層摻雜元素為磷或砷，P型外延層摻雜元素為硼。 埋層硅外延片按按直徑尺寸分為76.2mm、100mm、125mm、150mm、200mm。埋層硅外延片按晶向分為〈111〉、〈100〉、<110>等。技術(shù)要求襯底材料有埋層電路的硅片經(jīng)硅外延工藝后，在其正表面上形成的一層薄膜硅即是埋層硅外延片。因此埋層硅外延片加工前的襯底情況、埋層電性、埋層的表面質(zhì)量，均對埋層硅外延片的成品質(zhì)量有較大影響。埋層片襯底的摻雜元素和電阻率要求應(yīng)符合表1的規(guī)定，其他包括埋層片襯底的徑向電阻率變化、厚度、徑向厚度變化等應(yīng)符合GB/T12964、GB/T14139、GB/T35310的相關(guān)規(guī)定，其質(zhì)量由需方保證。表1埋層片襯底質(zhì)量要求導(dǎo)電類型摻雜元素電阻率Ω·cmNP，As，Sb≤20PB≤100埋層的注入元素有As、P、Sb、B。埋層的表面質(zhì)量要求應(yīng)符合表2的規(guī)定，其他包括埋層的晶格完整性、幾何參數(shù)、表面金屬、表面顆粒等應(yīng)符合GB/T12964、GB/T14139、GB/T35310的相關(guān)規(guī)定，其質(zhì)量由需方保證。表2埋層片表面質(zhì)量要求氧化層去除情況宏觀表背面質(zhì)量微觀表面圖形質(zhì)量日光燈下檢驗(yàn)要求氧化層完全去除，無黑點(diǎn)、黑斑等氧化層殘留痕跡聚光燈下檢驗(yàn)要求表面激光標(biāo)號清晰,表面/背面無劃傷、大亮點(diǎn)等缺陷，背面無可見環(huán)形區(qū)域；無（尖峰、缺角、裂紋、霧、針孔）；顯微鏡下檢驗(yàn)要求無劃傷、無色差、圖形清晰，無顯著缺陷（滑移線、層錯(cuò)、位錯(cuò)等微觀缺陷）外延層圖形規(guī)格參數(shù)埋層硅外延片的圖形漂移率和圖形畸變率應(yīng)符合表3的規(guī)定。表3圖形漂移率和圖形畸變率項(xiàng)目要求圖形漂移率0.9±0.1圖形畸變率≤1.5圖形漂移率是埋層襯底上的圖形寬度和外延層表面圖形寬度之差與外延層厚度的比值如圖1所示，按式（1）計(jì)算：Δ1=d/t……（1）式中：Δ1——圖形漂移率d——外延層上圖形寬度與襯底上圖形寬度的偏離，單位為微米（μm）；t——外延層厚度，單位為微米（μm）。圖形畸變率是埋層襯底表面圖形中心點(diǎn)和外延層表面對應(yīng)的圖形中心點(diǎn)之間的橫向距離與外延層厚度的比值如圖2所示，按式（2）計(jì)算：Δ2=(a-b)/t……（2）式中：Δ2——圖形畸變率a——外延層上的圖形寬度，單位為微米（μm）；b——襯底上的圖形寬度，單位為微米（μm）；t——外延層厚度，單位為微米（μm）。外延層其他參數(shù)指標(biāo)埋層硅外延片外延層的電阻率和允許偏差、厚度及厚度變化、徑向電阻率變化、硅外延層縱向電阻率分布、正/背面質(zhì)量、內(nèi)部缺陷、幾何參數(shù)、表面金屬雜質(zhì)、表面顆粒等技術(shù)指標(biāo)同GB/T12964（硅外延片）、GB/T35310（200mm硅外延片）的各項(xiàng)規(guī)定規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)水平分析埋層硅外延片目前尚無相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，本標(biāo)準(zhǔn)是新制定的國家標(biāo)準(zhǔn)，主要目的是規(guī)范和統(tǒng)一埋層硅外延片的相關(guān)性能項(xiàng)目，便于采購訂單制定和生產(chǎn)廠家對產(chǎn)品需求和標(biāo)準(zhǔn)的識別。本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。與我國有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和相關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系。本標(biāo)準(zhǔn)與國家現(xiàn)行法律、法規(guī)和相關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)不存在相違背和抵觸的地方。重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)。無。標(biāo)準(zhǔn)作為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)或推薦性標(biāo)準(zhǔn)的建議建議本標(biāo)準(zhǔn)作為推薦性