国家标准计划《半导体器件 功率器件用碳化硅同质外延片缺陷的无损检测识别判据 第1部分:缺陷分类》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 中国电子科技集团公司第十三研究所 、中国电子科技集团公司第四十六研究所 、之江实验室 、浙江大学 、芜湖启迪半导体有限公司 。
| 29 电气工程 |
| 29.045 半导体材料 |
本标准等同采用IEC国际标准:IEC 63068-1:2019。
采标中文名称:半导体器件 功率器件用碳化硅同质外延片缺陷的无损检测识别判据 第1部分:缺陷分类。
碳化硅(SiC)广泛应用于新一代功率半导体器件,与硅(Si)相比,SiC具有击穿电场高、热导率更高、较高的饱和电子漂移速度和较低的本征载流子浓度等优越的物理性能。
当前,全球半导体产业正处于深度变革,化合物半导体成为产业发展新的关注点,我国正加紧产业布局,抢占发展的主动权。
碳化硅材料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。
《新材料标准领航行动计划(2018-2020年)》中二、主要行动-(二)4先进半导体材料明确提及建立碳化硅标准;《新材料产业发展指南》中三、发展方向(二)中明确提及宽禁带半导体材料;《重点新材料首批次应用示范指导目录(2019年版)》中关键战略材料-三、第284项对应碳化硅外延片。
碳化硅外延片处于碳化硅衬底和碳化硅器件之间,主要通过在碳化硅单晶抛光片上经过化学气相沉积反应生长一层导电类型、载流子浓度、厚度和晶格结构都符合要求的碳化硅单晶薄膜。
SiC同质外延片中存在的缺陷直接影响SiC基功率器件的成品率和器件的可靠性,也是衡量碳化硅外延片质量的重要参数,精确测试和识别材料中的缺陷对于材料制备、使用有重要的意义,可以有力促使行业健康发展。
目前商用SiC同质外延片中仍然存在一定数量的缺陷,但是我国没有碳化硅外延片缺陷分类相关的国家标准或行业标准,国际上已有IEC 63068-1:2019。
等同采用IEC 63068-1:2019,制定SiC同质外延片中缺陷分类的国家标准,可以用于指导碳化硅外延材料生产、使用、研究中各种缺陷的识别、检验,与国际接轨,促进国内碳化硅外延片这一先进半导体材料的发展。
本标准主要内容是碳化硅同质外延片中缺陷的定义、分类,并且规定了SiC、晶面、晶向、多型、基面位错、堆垛层错等共47个名词术语的定义。标准中根据无损表征方法,例如光学显微镜、光致发光和X射线形貌术等无损表征方法,对缺陷进行表征并分类。本文件适用于外延生长的4H-SiC同质外延片中的缺陷,不包括后续工艺导致的缺陷。 基于晶体学类型和结构,标准中将SiC同质外延片中的缺陷分为14类缺陷,具体包括点缺陷、微管、螺旋螺位错、螺旋刃位错、基面位错、划痕、堆垛层错、延伸堆垛层错、复合堆垛层错、多形包裹体、颗粒包裹体、台阶聚集簇、表面颗粒、其他缺陷。