ICS29.045 CCSH83 中华人民共和国国家标准 GB/T43885—2024 碳化硅外延片 Siliconcarbideepitaxialwafers 2024-04-25发布 2024-11-01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会(SAC/TC203/SC2)共同提出并归口。 本文件起草单位:南京国盛电子有限公司、广东天域半导体股份有限公司、上海天岳半导体材料有 限公司、北京天科合达半导体股份有限公司、瀚天天成电子科技(厦门)股份有限公司、TCL环鑫半导体 (天津)有限公司、有色金属技术经济研究院有限责任公司、南京盛鑫半导体材料有限公司、山西烁科晶 体有限公司、河北普兴电子科技股份有限公司、安徽长飞先进半导体有限公司、中电化合物半导体有限 公司、上海合晶硅材料股份有限公司、江苏华兴激光科技有限公司、杭州乾晶半导体有限公司、湖南三安 半导体有限责任公司、浙江晶睿电子科技有限公司、宁波合盛新材料有限公司、沈阳星光技术陶瓷有限 公司、深圳基本半导体有限公司、海迪科(南通)光电科技有限公司、哈尔滨科友半导体产业装备与技术 研究院有限公司、连科半导体有限公司。 本文件主要起草人:李国鹏、仇光寅、刘勇、骆红、李素青、丁雄杰、舒天宇、佘宗静、冯淦、杨玉聪、 王银海、侯晓蕊、薛宏伟、刘红超、金向军、尚海波、刘薇、王岩、徐所成、李毕庆、陈浩、袁肇耿、周勋、刘长春、 汪之涵、黄勤金、赵丽丽、胡动力、和巍巍。 ⅠGB/T43885—2024 碳化硅外延片 1 范围 本文件规定了碳化硅外延片的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输与贮存、 随行文件和订货单内容。 本文件适用于在导电型碳化硅衬底上,生长碳化硅同质外延层的外延片,产品用于制作碳化硅电力 电子器件。 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(包括所有的修改单)适用于 本文件。 GB/T2828.1—2012 计数抽样检验程序 第1部分:按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样 计划 GB/T6624 硅抛光片表面质量目测检验方法 GB/T14146 硅外延层载流子浓度测定 电容-电压法 GB/T14264 半导体材料术语 GB/T19921 硅抛光片表面颗粒测试方法 GB/T29505 硅片平坦表面的表面粗糙度测量方法 GB/T30656 碳化硅单晶抛光片 GB/T32278 碳化硅单晶片平整度测试方法 GB/T39145 硅片表面金属元素含量的测定 电感耦合等离子体质谱法 GB/T42902 碳化硅外延片表面缺陷的测试 激光散射法 GB/T42905 碳化硅外延层厚度的测试 红外反射法 YS/T28 硅片包装 3 术语和定义 GB/T14264界定的术语和定义适用于本文件。 4 产品分类 4.1 碳化硅外延片按外延层导电类型分为n型和p型。n型外延层载流子元素为氮,p型外延层载流 子元素为铝。 4.2 碳化硅外延片按直径分为76.2mm、100.0mm、150.0mm、200.0mm等类型。 4.3 碳化硅外延片按晶型分为4H和6H。 1GB/T43885—2024 5 技术要求 5.1 总则 碳化硅外延片合格质量区(FQA)的边缘去除要求符合表1的规定。 表1 边缘去除区 直径 mm边缘去除区 mm 76.2 2.0 100.0 3.0 150.0 3.0 200.0 3.0 5.2 衬底材料 碳化硅外延片用衬底材料应符合GB/T30656的规定。衬底片的技术要求由供方保证,如有需求 可由供方提供检测值。 5.3 缓冲层 p型碳化硅外延片一般无缓冲层要求。n型碳化硅外延片缓冲层的导电类型是n型,其载流子元 素为氮,具体要求应符合表2的规定。 表2 缓冲层 外延层厚度 μm缓冲层厚度 μm缓冲层载流子浓度 cm-3 <20 0.5±20% ≥20 1.0±20%1E18±25% 5.4 外延层 5.4.1 载流子浓度 碳化硅外延片的外延层载流子浓度及其允许偏差和径向载流子浓度变化应符合表3的规定。 表3 外延层载流子浓度及其允许偏差和径向载流子浓度变化 导电类型外延层厚度 μm外延层载流子浓度 cm-3要求直径 76.2mm直径 100.0mm直径 150.0mm直径 200.0mm n型0.2~4 >4~20 >20~50 >50~1505E13~2E19载流子浓度允许偏差±50%±50%±50%±50% ±10%±10%±15%±15% ±15%±15%±20%±20% ±25%±25%±30%±30% 2GB/T43885—2024 表3 外延层载流子浓度及其允许偏差和径向载流子浓度变化(续) 导电类型外延层厚度 μm外延层载流子浓度 cm-3要求直径 76.2mm直径 100.0mm直径 150.0mm直径 200.0mm n型0.2~4 >4~20 >20~50 >50~1505E13~2E19径向载流子浓度变化≤15%≤15%≤15%≤15% ≤5% ≤5% ≤8%≤10% ≤10%≤10%≤10%≤15% ≤15%≤15%≤15%≤15% p型 0.2~150 5E13~2E19载流子浓度允许偏差 ±50% 径向载流子浓度变化 ≤25% 多层外延层0.2~150 —载流子浓度允许偏差 ±50% 径向载流子浓度变化 ≤25% 5.4.2 外延层厚度 碳化硅外延片的外延层厚度及其允许偏差和径向厚度变化应符合表4的规定。 表4 外延层厚度及其允许偏差和径向厚度变化 外延层厚度 μm要求 直径76.2mm直径100.0mm直径150.0mm直径200.0mm 0.2~4 >4~20 >20~50 >50~150厚度允许偏差±25% ±25% ±25% ±25% ±10% ±10% ±10% ±10% ±8% ±8% ±8% ±8% ±5% ±5% ±5% ±5% 0.2~4 >4~20 >20~50 >50~150径向厚度变化≤10% ≤10% ≤10% ≤10% ≤5% ≤5% ≤5% ≤5% ≤5% ≤5% ≤5% ≤5% ≤5% ≤5% ≤5% ≤5% 5.5 晶格完整性 碳化硅外延层晶格缺陷应符合表5的规定。 表5 晶格缺陷 检验项目要求 直径76.2mm直径100mm直径150mm直径200mm 层错密度 cm-2≤5 ≤5 ≤5 ≤10 基平面位错密度 cm-2≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 3GB/T43885—2024 表5 晶格缺陷(续) 检验项目要求 直径76.2mm直径100mm直径150mm直径200mm 微管缺陷(微管直径>10μm)、胡萝卜 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 cm-2≤1 ≤1 ≤1 ≤2 5.6 表面质量 5.6.1 碳化硅外延片的正表面质量应符合表6的规定。 表6 正表面质量 检验项目要求 直径76.2mm直径100.0mm直径150.0mm直径200.0mm 划痕、划伤 mm累计长度 ≤76.2累计长度 ≤100.0累计长度 ≤150.0累计长度 ≤200.0 突起 个/片≤400 ≤400 ≤650 ≤800 崩边、缺口、沟槽 无 无 无 无 橘皮、裂纹、疵点、条纹、多晶型区域 无 无 无 无 沾污 无 无 无 无 颗粒(≥1μm) 个/片≤100 ≤200 ≤300 ≤400 5.6.2 碳化硅外延片的背表面应颜色均匀一致,背表面质量要求由供需双方协商确定。 5.7 表面粗糙度 碳化硅外延片表面粗糙度应符合表7的规定。 表7 表面粗糙度 外延层厚度 μm表面粗糙度(Ra) 直径76.2mm 直径100.0mm 直径150.0mm 直径200.0mm 0.2~4 ≤0.5nm ≤0.5nm ≤0.5nm ≤0.5nm >4~20 ≤0.5nm ≤0.5nm ≤0.5nm ≤0.5nm >20~50 ≤0.5nm ≤0.5nm ≤0.5nm ≤0.5nm >50~100 ≤0.8nm ≤0.8nm ≤0.8nm ≤0.8nm 注1:表面粗糙度扫描范围为10μm×10μm,取平均粗糙度(Ra)。 注2:外延层厚度在100μm以上和多层结构的表面粗糙度由供需双方协商确定。 4GB/T43885—2024