ICS77.040 CCSH17 中华人民共和国国家标准 GB/T47082—2026 碳化硅单晶抛光片堆垛层错测试方法 Testmethodforstackingfaultsofpolishedmonocrystallinesiliconcarbidewafers 2026-01-28发布 2026-08-01实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布前 言 本文件按照GB/T1.1—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。 本文件由全国半导体设备和材料标准化技术委员会(SAC/TC203)与全国半导体设备和材料标准 化技术委员会材料分技术委员会(SAC/TC203/SC2)共同提出并归口。 本文件起草单位:山东天岳先进科技股份有限公司、广东天域半导体股份有限公司、河北普兴电子 科技股份有限公司、南京百识电子科技有限公司、南京盛鑫半导体材料有限公司、安徽长飞先进半导体 股份有限公司、西安龙威半导体有限公司、浙江晶越半导体有限公司、北京天科合达半导体股份有限 公司、中电化合物半导体有限公司、宁夏创盛新材料科技有限公司、泰科天润半导体科技(北京)有限 公司、厦门华芯晶圆半导体有限公司。 本文件主要起草人:张红岩、陈延昌、付健行、杨世兴、宋生、丁雄杰、薛宏伟、胡智威、韩旭、刘红超、 马林宝、欧阳鹏根、高冰、佘宗静、潘尧波、胡惠娜、刘小平、陈基生。 ⅠGB/T47082—2026碳化硅单晶抛光片堆垛层错测试方法 1 范围 本文件描述了碳化硅(SiC)单晶抛光片堆垛层错的光致发光测试方法。 本文件适用于4H碳化硅(4H-SiC)单晶抛光片堆垛层错的测试。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包含所有的修改单)适用于 本文件。 GB/T14264 半导体材料术语 GB/T25915.1—2021 洁净室及相关受控环境 第1部分:按粒子浓度划分空气洁净度等级 GB/T30656 碳化硅单晶抛光片 GB/T43612—2023 碳化硅晶体材料缺陷图谱 3 术语和定义 GB/T14264、GB/T30656和GB/T43612—2023界定的术语和定义适用于本文件。 4 原理 光致发光(PL)测试方法是通过采用波长小于SiC晶体材料禁带宽度对应波长的激发光源(例如, 波长为313nm或355nm)照射SiC单晶抛光片,得到的PL光信号通过光电倍增管转换成电信号,经 过模拟数字转换器处理生成数字图像并转换为包含堆垛层错特征的灰度图像;或将PL光信号通过图 像传感器转化为数字图像,数字图像被处理生成包含堆垛层错特征的灰度图像。通过软件分析获得晶 片堆垛层错的分布和数量,并根据使用需求对样品进行格子划分,计算得到堆垛层错的面积占比。 5 干扰因素 5.1 光源功率的稳定性会影响仪器对堆垛层错缺陷的信号采集,在图像分析时易出现误判。 5.2 仪器所处环境有较强震动源会导致光路状态不稳定,影响测试结果的准确性。 5.3 碳化硅单晶抛光片的表面沾污会对堆垛层错测试结果产生影响。 5.4 仪器软件参数的设置,如面积阈值和灵敏度阈值等,会影响堆垛层错数量及面积占比的结果。 6 试验条件 6.1 测试环境温度:23℃±3℃。 6.2 环境相对湿度:40%~70%。 1GB/T47082—20266.3 空气洁净等级:GB/T25915.1—2021规定的ISO6级及以上。 7 仪器设备 7.1 PL成像系统 用于测试SiC单晶抛光片中堆垛层错的PL成像系统结构示意图见图1。测试设备包括光源、光学 接收器件、滤光器、图像传感器或光电倍增管、模拟数字转换器、晶片载台、控制器或处理器以及暗箱或 机架外壳。 标引序号说明: 1———光源; 2———激发光; 3———光致发光; 4———光学接收器件; 5———滤光器; 6———图像传感器或光电倍增管; 7———模拟数字转换器; 8———控制器或处理器; 9———晶片载台; 10———测试晶片或参考晶片; 11———暗箱或机架外壳。 图1 PL成像系统结构示意图 7.2 光源 PL激发光源的波长应小于SiC晶体材料禁带宽度的对应波长。气体放电灯如汞-氙气灯和规定发 射波长的激光器可用作电子激发的典型光源。例如,汞-氙气灯的313nm发射光源或二极管激光器的 355nm发射光源。 2GB/T47082—20267.3 滤光器 根据PL光谱选择满足测试SiC堆垛层错信号的滤光器。使用可通过波长范围为400nm~550nm或 650nm以上的滤光器获得SiC堆垛层错PL信号。 7.4 图像采集系统 堆垛层错图像采集系统由光源、光学接收器件、滤光器、图像传感器或光电倍增管、模拟数字转换 器、晶片载台以及暗箱或机架外壳组成。暗箱或机架外壳用来阻挡外部光线的干扰。图像采集系统的 空间分辨率应能清晰地捕捉小尺寸堆垛层错。 7.5 图像处理与分析系统 图像处理系统具备对比度、亮度调节及边缘检测的功能。不同的软件解决方案可采用不同的算法 进行相似处理。不同的图像处理算法所产生的图像也不会完全相同。 图像分析有两种方法:二进制(黑/白)分析和灰度分析。采用阈值程序能够从灰度图像获得二进制 图像。宜使用适当的算法进行图像分析、测试SiC堆垛层错。 图像分析结果是与特定应用相关的一组值,通过软件计算将满足算法要求的值识别为堆垛层错。 8 样品 SiC单晶抛光片的表面晶向为<0001>,偏角范围为0°~8°,表面粗糙度(Ra)不大于0.7nm,表面无 污染。 9 试验步骤 9.1 仪器准备 9.1.1 仪器开机,光源预热至待测状态。 9.1.2 确保测试设备处于正常工作状态。 9.1.3 选择对应的程序,进行图像采集参数设置。 9.1.4 选择合适的参考片对光源进行校准。 9.2 测试 9.2.1 将待测样品放置于晶片载台。 9.2.2 输入样品编号和批次编号。 9.2.3 对样品进行全表面扫描。 9.2.4 仪器对样品进行对位、聚焦及测试,自动对堆垛层错进行识别和统计。PL成像系统通过典型堆 垛层错PL特征确定样品的尺寸和形状,通过软件计算将满足算法要求的图像识别为堆垛层错。典型 堆垛层错图像见GB/T43612—2023的图20、图21。 10 试验数据处理 通过测试获得堆垛层错的分布图,并输出堆垛层错所占格子总数,格子尺寸划分可根据需求设定。 堆垛层错的面积占比按公式(1)进行计算: 3GB/T47082—2026N=N1 N2×100% …………………………(1) 式中: N———堆垛层错面积占比; N1———堆垛层错所占格子总数,单位为个; N2———格子总数,单位为个。 11 精密度 在5个实验室分别对3片直径150mm和3片直径200mm的4H碳化硅单晶抛光片进行测试,每 个样品分别测试7次。同一实验室测试的相对标准偏差应不大于10%,不同实验室测试的相对标准偏 差应不大于15%。 12 试验报告 试验报告应包括但不限于以下内容。 a) 样品来源、样品规格及编号。 b) 测试仪器型号。 c) 测试环境。 d) 测试结果:堆垛层错分布图、堆垛层错个数和面积占比。 e) 文件编号。 f) 测试人员。 g) 测试日期。 4GB/T47082—2026