国家标准计划《 埋层硅外延片》由 TC203(全国半导体设备和材料标准化技术委员会)归口,TC203SC2(全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分会)执行 ,主管部门为国家标准委。
主要起草单位 南京国盛电子有限公司 、河北普兴电子科技股份有限公司 、天津晶华科技有限公司 、浙江金瑞泓科技股份有限公司 、华润科技股份有限公司 。
29 电气工程 |
29.045 半导体材料 |
埋层硅外延工艺是在埋层电路片上经过化学反应,生长一层导电类型、电阻率、厚度和晶格结构都符合要求的硅单晶薄膜半导体。
通过特殊工艺在芯片的埋层电路片上做选择性外延生长,将掺杂剂植入芯片电路中,由于该项工艺可以有效地减小器件串联电阻、简化隔离技术、提高器件性能,被广泛应用于集成电路制造业,其生产工艺、技术指标都不同于普通硅单晶抛光片上外延生长获得的硅外延片。
埋层硅外延片是芯片工艺中一道必不可少的工序,对于外延层的电参数分布、缺陷控制等都有更加精细的要求,外延工艺特别需要考虑到埋层电路图形的保护,尽量减少外延过程对埋层电路图形造成的畸变与漂移对后道光刻工艺的影响。
埋层硅外延片产业符合国务院2020年8月最新出台的《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》,标准的建立也符合国家战略政策。
《战略性新兴产业分类(2018)》中3.4.3.1半导体晶体制造3985*电子专用材料制造中明确提及硅外延片;《2021年国家标准立项指南》中明确提及“开展……关键基础材料……等强基类标准研制”;《新材料标准领航行动计划(2018-2020年)》中“二(二)4先进半导体材料”中明确要“开展大尺寸……硅……等半导体衬底上同/异质外延关键技术研究……”;《装备制造业标准化和质量提升规划》(国质检标联〔2016〕396 号)“(一)新一代信息技术”中要求“加快完善集成电路标准体系……。
开展靶材、电子浆料、半导体材料……等新型电子材料标准研究……”。
根据中国电子材料行业协会半导体材料分会2020年硅材料的最新统计,我国2020年全年产出近1560万片的埋层硅外延片(6英寸240万片、8英寸720万片、12英寸600万片),涉及的规模经济上百亿(以每片至少5000元人民币算)涉及金额超过500亿人民币。
国内已形成稳定批量的供应能力多年,各尺寸埋层硅外延片产供销量巨大,同时国际性的电子电力器件厂商越来越多来中国进行半导体加工,迫切需要出台埋层硅外延片相关的产品标准规范各项技术指标。
而且国外先进标准SEMI M61-0612《Specification for Silicon Epitaxial Wafers with Buried Layers》已颁布多年,但是国内未见埋层硅外延片标准。
为了规范国内埋层硅外延片制造水平,亟需制定相关产品标准,赶超国际先进水准,同时作为埋层硅外延片贸易、仲裁及质量监督检查的依据,改变埋层硅外延片产品无标准的状态,更好的促进半导体产业的健康规范发展。
本标准主要规定埋层硅外延片的产品分类:按尺寸分为4-8英寸(100mm-200mm);按导电类型分为N型和P型;按晶向分为〈111〉、〈100〉等。同时本标准规定了埋层硅外延片的主要评判指标与测试方法手段,具体有埋层硅外延片的图形漂移量、图形畸变量,衬底的电阻率、外延层的中心电阻率和允许偏差、厚度及厚度变化、径向电阻率、纵向电阻率分布及过渡区宽度、表面缺陷、表面金属杂质、颗粒、几何参数等。另外规定了试验方法、检验规则以及标志、包装、运输、贮存等。 本标准适用于N型和P型埋层硅外延片,产品用于制作集成电路或半导体器件。