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1、ICS29.045CCSH83中华人民共和国电子行业标准SJ/T118652022功率器件用15Omnln型碳化硅衬底150mmn-typesiliconcarbidesubstrateforpowerdevices2023-01-01 实施2022-10-20发布中华人民共和国工业和信息化部发布涛、杨世兴、房玉龙、李诋、瀚天夭成电子科技（厦门）有限公司、 中国电子科技集团公司笫四十六研ffSJ1本文件按照GBfr1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国电子技术标准化研究
2、院归口本文件起草单位：山东天岳先进科技股份有限公司、中国电子技术标准化研究院、中国电子科技集团公司第卜三研究所、中国电子科全球能源互联网研究院有限公弄究所、东莞市天域半导体本文件主要起草I赞、冯浅、杨霏、：功率器件用150mmn型碳化硅衬底1范围本文件规定了功率器件用150mmn型碳化硅(SiC)衬底的术语、要求、检验方法、检验规则、标 志、包装、运输和储存。本文件适用于经抛光后制备的150 mm n型SiC衬底，晶型为4H.广不注日期的引用文件，；批检验抽样计划导体躯语子浓度划历法M表面质量的测试方法0：适用于本文件。,3 ：，脚，：碳化徒化硅化硅；荧光光谱测第一部分:20212014 碳硅
3、单晶片平整单晶晶向的测试方法电阻测试方法量方法2规范性引用文件下列文件中的内容通过 仅该日期对应的版 文件。4DlNFO。其中,注日期的引用文件, 有的修改单)适用于本GB/T GB/T GB/T GB/T GB/T GB/T GB GB GBGBGB/T GB/T GB/T SJ/T SJ/T SJ/T SJ/T282661111501150311504YS/T 26 硅片i3术语和定义检验程序第1部分：按接收质量限(A谕长度测量方法直径测试方懿品晶型的测试方法GB/T 14264 和 GB/T 306562014 界Oi 3.1碳化硅衬底 silicon carbide substrate
4、从碳化硅单晶经切割、研磨、抛光、清洗等加工步骤制备的符合外延要求的圆形衬底。3.2合格质量区fixedqualityarea(FQA)衬底的合格质量区是扣除边缘去除区的剩余区域，衬底参数在这一区域被测量并提供。150mmn型SiC衬底边缘去除区宽度为3mm.3.3可用面积totalusablearea(TUA)在合格质量区内满足产品质量要求的区域的总面积。3.4贯穿型螺位错threadingscrewdislocation（TSD）货穿型螺位错（简称TSD）是位错线沿C轴方向延伸的螺位错，其伯格斯矢量与C轴平行。经熔融氢氧化钾腐蚀后显微镜观察，腐蚀坑呈现六边形形状。3.5贯穿型刃位错threa
5、dingedgedislocation（TED）贯穿型刃位错（简称TED）是位错线沿C轴方向延伸的刃位错，其伯格斯矢量与C轴垂直。经熔融氢氧化钾腐蚀后显微镜观察，腐蚀坑呈现近圆形形状。3.6基平面位错baseplanedislocation（BPD）基平面位错（简称BPD）是位错线延伸方向垂直于c轴的位错。经熔融氢氧化钾腐蚀后显微镜观察，腐蚀坑呈现贝壳状形状。4分类按照GB/T306562014的规定，150mmn型SiC衬底分为三个等级：工业级（简称P级）、研究级（简称R级）和试片级（简称D级）O5要求5.1几何参数SiC衬底的几何参数应符合表1的规定。表1几何参数序号检验项目单位要求1直径
6、及偏差mm1500.22主参考面长度及偏差mm47.51.53主参考面取向（示意图见图I）11204主参考面取向偏差一55激光标码位置一球面主参考面上方6正交取向偏离.一57厚度及偏差Hm350258总厚度变化m109局部厚度变化（IommXlOmm）m210翘曲度m4011弯曲度（绝对值）mW2512粗糙度Ra(10m10m)nm0.2Si面网图1主参考面示意图5.2边缘轮廓衬底边缘轮廓的5. 3表面线偏向11201/向（4熟SiC布5.4表陷应2的规定。SiC序号尢无无长度、宽度均0.5六方空洞5%面积WO. 1%划痕倍宜检,ll8条4衣面沾污无5金属表面污染6可用面积比例280%70%2
7、95%7金属表面污染包含下列元素：Na、Ak Kx Ca、Ti、Cr, Mn、Fe、Ni. Cu. Zn,、V、PbSiC衬用 任何部位不凭银例点目长度或宽度超过0. 5个，Jl每个长度、宽度均VLo蹴孰26规定的测量5.5 多型SiC衬底的晶型为4H,其它多型比例应满足以下要求：工业级衬底和研究级村底无多型，试片级衬底多型面积比例不大于5%。5.6 结晶质量SiC村底的结晶质量用X射线摇摆曲线的半高宽(FWHM)表示，4H-SiC(0004)的FWHM应满足以下的要求：工业级衬底FWHM不大于30弧秒，研究级衬底FWHM不大于50弧秒，试片级衬底FWHM无要求。5.7 电阻率SiC衬底的电阻
8、率范围为0.015Cem0.025cm,5.8 微管密度SiC衬底微管密度应满足以下要求：工业级衬底不大于0.5个每平方厘米，研究级衬底不大于2个每平方厘米，试片级衬底不大于10个每平方厘米。5.9 位错密度SiC衬底的腐蚀坑密度应满足以下要求：工业级衬底和研究级衬底位错总密度不大于8000个每平方厘米，并且BPD不大于1500个每平方厘米，TSD不大于IoOo个每平方厘米，试片级无要求。6检验方法6.1几何参数SiC衬底的几何参数检验方法见表3.表3几何参数检验方法序号检验项目检验方法1直径及偏差GB/T308662主参考面长度及偏差GB/T133873主参考面取向GB/T133884主参考
9、面取向偏差GBZT133885副参考面取向及偏差GB133886正交取向偏离GB/T133887厚度及偏差GB/T308678总厚度变化GB/T308679局部厚度变化(IOmmXIOmm)GB,3227810翘曲度GB/T32278H弯曲度GBfF3227812粗糙度Ra(10m10m)SJZT115036.2边缘轮廓边缘轮廓检验按YS/T26规定进行.6.3表面取向表面取向的检验按SOT11500规定进行。6.4表面缺陷表而缺陷检验方法见表4.表4表面缺陷检测方法序号检验项目检验方法1裂纹SJ/T115042崩边SJ/T115043六方空洞SJ/T115044划痕SJ/T115045表面沾
10、污SJA115046金属表面污染GB/T245787可用面积比例附录A6.5 多型多型检验按SJZT11501规定进行。6.6 结晶质量SiC衬底摇摆曲线的半高宽(FWHM)检验按GB/T32188规定进行。6.7 电阻率n型SiC衬底电阻率检验按GB/T6616规定进行。6.8 微管密度微管密度检验使用光学显微镜在正交偏光模式下观察，按GB/T31351规定进行.6.9 位错密度位错密度按附录B规定进行。7检验规则7.1 检验批SiC衬底应成批提交验收，每批应由同一规格的SiC衬底组成。每个检验批可以由一个或多个生产批组成。7.2 检验项目、抽样方案及接收判据SiC衬底的检验项目和取样应符合
11、表5的规定。表5检验项目、抽样方案及接收判据序号检测项目支款要条检脸方法检验规则接收般余限(AQL)1直径及偏差5.16.1按GB/T2828.1中一般检验水平11.正常检验一次抽样方案4.02主参考面长度及偏差5.16.13主参考面取向5.16.14正交取向偏离5.16.15厚度及偏差5.16.16总厚度变化5.16.1一7局部厚度变化(IommXIOmm)5.16.18翘曲度5.16.19弯曲度5.16.110粗糙度Ra(10m10m)5.16.1按GB/T2828.1中特殊检验水平S-L正常检验一次抽样方案11边缘轮廓5.26.2按GBrr2828.1中一般检验水平U,正常检验一次抽样方
12、案序号检测项目-求款要条验法检方检验规则接收质量限（AQL）12表面取向5.36.3按GB/T2828.1中特殊检验水平S-I,正常检验一次抽样方案13金属表面污染5.46.414表面缺陷（不包括金属表面污染）5.46.4按GB/T2828.1中一般检验水平II,正常检验一次抽样方案15多型5.56.516结晶质量5.66.6按GB/T2828.1中特殊检验水平S-I,正常检验一次抽样方案17电阻率5.76.7按GBf2828.1中一般检验水平11,正常检验一次抽样方案18微管密度5.86.819腐蚀坑密度JgGBZT2828.1中特殊检验水平mfU黔一次抽样方案表5（续）溯性。25!n若检验
13、不合格，允许案进行检验，若加严电课、电话;蚀标志5中的接;合格。7.3不合格判定SiC衬底各检验刃而该批产品百分之百修急卮检查仍不合格，生检验，并按照GB/T2828.18.1标志包装Ma)?b)7c)?d)T包装条e)f)g)h)产需之名生之防撞防SiC衬底碳8.2包装在不低于GB/T盒里，将聚乙烯包装盒放大湍底连同随行文件一起装入包装:8.38.48.5标记应平行于主参考面且标记内容具/W优放在特制的聚乙烯包装嫉翅气密封。封装好的SiC衬加或相互挤压,最后用胶带封好。运输衬底在运输过程中应防止挤压、碰撞并采取防震、防潮等措施。贮存衬底应存放在洁净、干燥、无化学腐蚀的环境中。随行文件每批Si
14、C衬底应有随行文件，其上写明:a)b)c)供方名称；订货单编号；产品规格、型号;d）产品加工类型；e）产品片数；f）各项参数检验结果和检验部门的印记:g）本文件编号；h）出厂日期；i）其他.A.1概述附录A（规范性）可用面积比例的检验方法本附录规定了SiC衬底的可用面积比例检验方法。A.2方法概述法,将衬底表面的合格质量区划笏若10*2分别检测每个方格内的啊次宝观面!,（AJX艮正文中所规定的质量要求和检测方臬y格内存在此类损伤或缺陷，则认定为不合格方格可,P=-X100%A.3A.4式中：P可祥品检测检测报告Ea）术b）月C)d)e)f)总IE后政X】UWlBilW溶别举及抬即牛：A1.,r
15、,检除吊，）君取缺陷分布图;检测飞盛吵她积比例；检测M7,且经过清洗附录B（规范性）位错密度检验方法8.1 概述本附录规定了采用KOH腐蚀法测试SiC衬底的位错密度的方法。8.2 方法原理采用化学腐蚀法使位错缺陷在衬底表面显露，用光学显微镜或者其他仪器观察SiC衬底表面，统计腐蚀坑数量，计算腐蚀坑密度。8.3 试剂和材料本方法需要下列试剂和材料：a）氢氧化钾（KOH）：分析纯；b）去离子水：电阻率大于2MCcnU8.4 仪器设备本方法需要下列仪器设备：a）光学显微镜或者其他仪器：放大倍数20倍500倍；b）银地烟：直径16Cm20cm；c）可控温加热器：可加热到800P。8.5 测试环境测试应
16、在下列环境条件下进行：a）环境温度：（23土5）P；b）相对湿度：30%75%。8.6 样品制备B.6.1将SiC衬底预热至合适温度。B.6.2将氢辄化钾放入银珀烟中加热，待氢氧化钾融化后，使其温度维持在（500-550）,放入SiC衬底，腐蚀Iolnin15min08. 6.3取出SiC衬底，待其冷却后用去离子水清洗干净。B.7样品检测B.7.1将腐蚀后的SiC衬底放到光学显微镜载物台上，观察腐蚀坑形貌，放大倍数不小于50倍。B.7.2观察视野内的腐蚀坑形貌，统计视场范围内的腐蚀坑数量。典型的腐蚀坑形貌如图B.1所示，圆形腐蚀坑为TED,六边形腐蚀坑为TSD,贝壳形腐蚀坑为BPD。1)2)为荒计数方法可计算腐蚀坑密度球面筋耐胞W全片的20%，场面积不小于o=iM图B.1腐蚀坑的形貌如图B.2所示.按公式(B.1)计算平均腐蚀坑密度：(B.1)式中:DNiS n平均腐蚀坑密度；第，个观察视场内的腐蚀坑数量;观察视场面积；观察视场的个数。B8检测报告报告应包括以下内容：a)样品编号；b)所用检测仪器及测试条件;c）检测单位及操作人印章或签字;d）每个测量点的腐蚀坑数量；e）腐蚀坑密度；f）检测日期。
