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国家标准计划《重掺杂衬底上轻掺杂硅外延层厚度的测试 红外反射法》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 浙江金瑞泓科技股份有限公司金瑞泓科技(衢州)有限公司金瑞泓微电子(衢州)有限公司中国电子科技集团公司第四十六研究所南京国盛电子有限公司信息产业部专用材料质量监督检验中心上海优睿谱半导体设备有限公司

目录

基础信息

计划号
20240143-T-469
制修订
修订
项目周期
16个月
下达日期
2024-03-25
公示开始日期
2024-01-22
公示截止日期
2024-02-21
标准类别
方法
国际标准分类号
77.040
77 冶金
77.040 金属材料试验
归口单位
全国半导体设备和材料标准化技术委员会
执行单位
全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分会
主管部门
国家标准委

起草单位

目的意义

硅是集成电路领域最重要的半导体材料。

随着硅片尺寸增加到300mm和集成电路特征线宽的减小,对硅材料性能要求越来越高,硅外延片由于具有更低缺陷密度和更好吸杂性能等特点,越来越多的精密分立器件和先进集成电路开始使用外延片加工制造。

外延层厚度是决定器件性能的最重要参数之一,和器件击穿电压和导通电阻直接相关。

因此,硅外延层厚度在外延生产加工中被严格管控和测量,为确保硅外延层厚度的可靠性和稳定性,准确可靠的硅外延层厚度测试方法至关重要。

由于重掺衬底上轻掺杂外延层可以直接用红外反射测量方法直接测出,该方法和硅片无接触,具有非破坏性,且测量精度高,测试高效快捷,准确性和可靠性好,是外延片生产加工中应用广泛的表征方法。

随着先进器件对外延片要求越来越高,硅外延衬底和外延层种类不断增加,外延厚度自动测量技术在不断进步,原国家标准中的主要技术内容、应用范围和测量原理已不能满足新的外延片产品测试要求,需要增加电阻率更低的外延层的厚度测试。

另外,目前的测试技术都是在先进的计算机分析基础上自动获得的,而现有标准中缺少相关内容的说明和描述,在标准实施和实际应用中缺少相应的参考依据,需要及时补充新的内容和技术知识,以适应半导体产业不断发展进步的应用需求。

随着测试准确性和稳定性要求的提高,对附属系统的管控也相应提出更高需求,现有的干扰因素需要修改补充。

还有随着国内生产厂家的增加和规模的不断扩大,国内测试机台数量和种类也不断增加,多实验室测试数据和测量重复性需要进一步的评估和更新,以获得更准确可靠的生产数据。

综上所述,为更好的适应新外延产品多品种多类型应用需求,现有标准内容已无法满足外延产品多类型的需求,亟待更新标准的测量范围和增加自动测试的原理及说明,以满足硅外延片厚度测试的需要,更好地服务硅外延片生产加工和质量保障,促进半导体产业更快更好的发展进步。

本国家标准《重掺杂衬底上轻掺杂硅外延层的红外反射测量方法》的普及和应用对促进硅外延片生产加工技术进步,对确保硅外延片产品质量的稳定可靠都具有重要的规范和引导作用。

超薄外延层和超厚外延层等工艺技术的开发进一步促进了红外表征技术的发展和进步。

为适应红外测量技术新发展的要求,对现有国家标准的修订十分必要,以促进国家标准在硅半导体实体产业发展中发挥积极作用。

范围和主要技术内容

本文件适用于硅外延层厚度表征,主要用于重掺杂衬底在23 ℃电阻率小于0.02 Ω·cm和轻掺杂硅外延层在23 ℃电阻率大于0.10 Ω·cm,外延层厚度大于2μm的N型和P型硅外延层厚度的测量,其测量精度稳定可靠;在降低精度情况下,该方法原则上也适用于测试0.5~2μm之间的N型和P型外延层厚度。 标准修订过程中主要修改适用范围、电阻率测试范围、干扰因素、精密度等内容。