国家标准计划《碳化硅晶片表面杂质元素含量的测定 电感耦合等离子体质谱法》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 广东天域半导体股份有限公司 、北京第三代半导体产业技术创新战略联盟 、南京国盛电子有限公司 、北京大学东莞光电研究院 、山西烁科晶体有限公司 。

碳化硅作为典型的宽禁带半导体材料，因其优越的物理特性非常适合在大功率、高温和高频环境下应用，属于典型的新材料。

随着电力电子技术在输配电中应用需求的不断增大，大功率电力电子器件得到了大力发展。

经过多年的发展，传统Si基功率器件的性能已逼近理论极限，为使功率器件性能有更大甚至是突破性的提高，必须选择比Si材料性能更优异的第三代宽禁带半导体材料。

碳化硅（SiC）相比于Si有更高饱和漂移速度、更高的临界击穿电压和更高的热导率等突出优点，更适合大功率、高温、高频、抗辐照应用场合。

SiC半导体器件拥有体积小、散热效率高、运行损耗低、制备污染少等经济和环保效益。

相比其他宽禁带半导体材料，SiC已经形成产业化，继续降低生产成本，提升产品良率是行业的重要发展方向。

在SiC晶片生产过程中，需经过厚度、浓度、表面缺陷等多项检测，部分检测仪器会直接与晶片表面接触，使晶片表面被污染。

例如：测量载流子浓度时用的是汞探针电容-电压法，测试时晶片表面会与探针直接接触，造成汞沾污。

晶片表面受杂质元素的污染会引起器件反向饱和电流迅速增大，导致器件可靠性变差甚至失效，因此分析和测试SiC晶片表面杂质元素的含量对SiC材料及下游器件的制造有着重要的作用。

本文件描述了电感耦合等离子体质谱法测定碳化硅晶片表面金属和非金属元素含量的方法。 本文件适用于碳化硅单晶抛光片和碳化硅外延片表面痕量金属钠、铝、钾、钙、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、银、钨、金、汞等元素含量的测定，和碳化硅外延片表面痕量非金属硼、磷元素的测定，测定范围为108 cm-2～1012 cm-2。 方法原理：采用直接酸滴提取法收集碳化硅晶片表面的金属和非金属元素到扫描溶液中，扫描溶液通过电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)进样系统，由载气氩气带入高频电感耦合等离子体源中，并在高温和惰性气氛中气化、解离、原子化和离子化。绝大多数金属元素成为单价正离子、非金属元素成为单价负离子，这些离子高速通过双锥或者三锥接口进入离子透镜后，在电场作用下聚焦和偏转成离子束并进入四极杆离子分离系统。离子被提取出，并按照其质荷比分离后，经离子检测器进行检测。按照质荷比进行定性分析、特定质荷比的检测信号进行定量分析，得出扫描溶液中待测金属和非金属元素的质量浓度，进而计算出碳化硅晶片表面的杂质元素含量。