GB-T 30656-2023 碳化硅單晶拋光片

碳化硅單晶拋光片2023-03-17發(fā)布2023-10-01實(shí)施本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件代替GB/T30656—2014《碳化硅單晶拋光片》,與GB/T30656—2014相比，除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動(dòng)外，主要技術(shù)變化如下：a)更改了適用范圍(見(jiàn)第1章，2014年版的第1章);b)更改了術(shù)語(yǔ)和定義(見(jiàn)第3章，2014年版的第3章);c)增加了按直徑150.0mm的分類(見(jiàn)4.2.3);d)增加了直徑150.0mm碳化硅單晶拋光片的技術(shù)要求(見(jiàn)第5章);e)增加了直徑100.0mm半絕緣型碳化硅單晶拋光片的厚度及允許偏差(見(jiàn)5.2);f)更改了總厚度變化的要求(見(jiàn)5.2,2014年版的4.5);g)增加了局部厚度變化的要求(見(jiàn)5.2);h)更改了直徑100.0mm碳化硅單晶拋光片的翹曲度、彎曲度要求(見(jiàn)5.2,2014年版的4.5);i)更改了電阻率的要求(見(jiàn)5.5,2014年版的4.10);j)更改了微管密度的要求(見(jiàn)5.6,2014年版的4.8);k)增加了工業(yè)級(jí)導(dǎo)電型碳化硅單晶拋光片位錯(cuò)密度的要求(見(jiàn)5.7);1)更改了表面質(zhì)量中裂紋、六方空洞、肉眼可見(jiàn)凹坑的要求(見(jiàn)5.10,2014年版的4.7);m)增加了崩邊的要求(見(jiàn)5.10);n)增加了表面質(zhì)量中可用面積比例、檢測(cè)面的內(nèi)容(見(jiàn)5.10的表9腳注);o)更改了表面粗糙度的要求(見(jiàn)5.11,2014年版的4.5);p)更改了試驗(yàn)方法(見(jiàn)第6章，2014年版的第5章);q)更改了組批、取樣的要求(見(jiàn)7.2、7.3,2014年版的6.2、6.3);r)增加了檢驗(yàn)項(xiàng)目(見(jiàn)7.3);s)更改了檢驗(yàn)結(jié)果的判定(見(jiàn)7.4,2014年版的6.4);t)更改了標(biāo)志的內(nèi)容(見(jiàn)8.1,2014年版的7.1);u)更改了隨行文件的內(nèi)容(見(jiàn)8.5,2014年版的7.4);v)更改了牌號(hào)表示方法中直徑、晶向角度、厚度的內(nèi)容(見(jiàn)附錄A,2014年版的附錄A);w)刪除了搖擺曲線的檢測(cè)方法(見(jiàn)2014年版的附錄B);x)增加了拉曼散射法的測(cè)試步驟(見(jiàn)B.4.2)。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由全國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備和材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC203)與全國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備和材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)材料分技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC203/SC2)共同提出并歸口。本文件起草單位：北京天科合達(dá)半導(dǎo)體股份有限公司、中國(guó)科學(xué)院物理研究所、南京國(guó)盛電子有限公司、安徽長(zhǎng)飛先進(jìn)半導(dǎo)體有限公司、有色金屬技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院有限責(zé)任公司。本文件于2014年首次發(fā)布，本次為第一次修訂。I碳化硅單晶拋光片1范圍本文件規(guī)定了4H及6H碳化硅單晶拋光片的牌號(hào)及分類、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、本文件適用于生產(chǎn)電力電子器件、射頻微波器件及LED發(fā)光器件的外延材料用碳化硅單晶拋光片。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T1555半導(dǎo)體單晶晶向測(cè)定方法GB/T2828.1—2012計(jì)數(shù)抽樣檢驗(yàn)程序第1部分：按接收質(zhì)量限(AQL)檢索的逐批檢驗(yàn)抽樣計(jì)劃GB/T6616半導(dǎo)體硅片電阻率及硅薄膜薄層電阻測(cè)試方法非接觸渦流法GB/T6624硅拋光片表面質(zhì)量目測(cè)檢驗(yàn)方法GB/T13387硅及其他電子材料晶片參考面長(zhǎng)度測(cè)量方法GB/T13388硅片參考面結(jié)晶學(xué)取向X射線測(cè)試方法GB/T14264半導(dǎo)體材料術(shù)語(yǔ)GB/T25915.1—2021潔凈室及相關(guān)受控環(huán)境第1部分：按粒子濃度劃分空氣潔凈度等級(jí)GB/T26067硅片切口尺寸測(cè)試方法GB/T29505硅片平坦表面的表面粗糙度測(cè)量方法GB/T30866碳化硅單晶片直徑測(cè)試方法GB/T30867碳化硅單晶片厚度和總厚度變化測(cè)試方法GB/T31351碳化硅單晶拋光片微管密度無(wú)損檢測(cè)方法GB/T32188氮化鎵單晶襯底片X射線雙晶搖擺曲線半高寬測(cè)試方法GB/T32278碳化硅單晶片平整度測(cè)試方法GB/T42271半絕緣碳化硅單晶的電阻率非接觸測(cè)試方法GB/T41765碳化硅單晶位錯(cuò)密度的測(cè)試方法3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T14264、GB/T32278界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。4H碳化硅4Hsiliconcarbide4H-SiC由Si原子和C原子構(gòu)成的Si-C雙原子層，有A、B、C三種不同的堆垛方式，在{1120}面內(nèi)沿晶體<0001>方向以“ABCBABCB…”序列進(jìn)行周期性堆垛，由此形成的碳化硅晶體。1注：數(shù)字4表示一個(gè)周期內(nèi)Si-C雙原子層的數(shù)量，“H”代表六方結(jié)構(gòu)。6H碳化硅6Hsiliconcarbide<0001>方向以“ABCACBABCACB…”序列進(jìn)行周期性堆垛，由此形成的碳化硅晶體。注：數(shù)字6表示一個(gè)周期內(nèi)Si-C雙原子層的數(shù)量，“H”代表六方結(jié)構(gòu)。獨(dú)立于晶體單晶區(qū)的具有六角形特征的空洞。4H或6H碳化硅單晶中沿c軸方向延伸且徑向尺寸在一微米至幾十微米范圍的中空管道。由同種化學(xué)成分構(gòu)成的晶體，當(dāng)其晶體結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)單位層相同，但結(jié)構(gòu)單位層之間的堆垛順序或重復(fù)方式不同時(shí)，由此形成的結(jié)構(gòu)上不同的變體。4牌號(hào)及分類碳化硅單晶拋光片的牌號(hào)表示應(yīng)符合附錄A的規(guī)定。4.2.1碳化硅單晶拋光片按晶型分為4H和6H。4.2.2碳化硅單晶拋光片按導(dǎo)電能力分為導(dǎo)電型和半絕緣型。4.2.3碳化硅單晶拋光片按直徑分為50.8mm、76.2mm、100.0mm和150.0mm。4.2.4碳化硅單晶拋光片按產(chǎn)品質(zhì)量，分為工業(yè)級(jí)(P級(jí))、研究級(jí)(R級(jí))5技術(shù)要求碳化硅單晶拋光片的技術(shù)參數(shù)是指在合格質(zhì)量區(qū)(FQA)內(nèi)的要求。不同直徑碳化硅單晶拋光片的邊緣去除區(qū)見(jiàn)表1。單位為毫米直徑邊緣去除區(qū)25.2幾何參數(shù)碳化硅單晶拋光片的幾何參數(shù)應(yīng)符合表2的規(guī)定。表2幾何參數(shù)不同直徑碳化硅單晶拋光片的幾何參數(shù)要求50.8mm76.2mm直徑及允許偏差mm50.8±0.276.2±0.2100.0士0.5150.0±0.5厚度及允許偏差330±25350±25導(dǎo)電型：350±25導(dǎo)電型：350±25半絕緣型：500±25半絕緣型：500±25總厚度變化(TTV)局部厚度變化*(LTV)翹曲度(Warp)彎曲度(絕對(duì)值)(Bow)主參考面長(zhǎng)度及允許偏差mm16.0±1.722.0±2.032.5±2.0導(dǎo)電型：47.5±2.5副參考面長(zhǎng)度及允許偏差mm8.0士1.711.0±1.518.0±2.0——切口尺寸 半絕緣型：V型切口，切口角度、深度按圖1要求注：需方如對(duì)碳化硅單晶拋光片的幾何參數(shù)有特殊要求，由供需雙方協(xié)商確定?！本植亢穸茸兓臏y(cè)試面積為10mm×10mm。圖1V型切口示意圖及切口角度、深度要求35.3表面取向及偏離5.3.1碳化硅單晶拋光片的晶向?yàn)?lt;0001>。5.3.2碳化硅單晶拋光片表面取向的正交晶向偏離為：b)偏晶向：碳化硅單晶拋光片表面法線沿主參考面方向偏向<1120>方向3.5°±0.5°或4?±0.5°或5.4基準(zhǔn)標(biāo)記碳化硅單晶拋光片的參考面取向及切口基準(zhǔn)軸取向應(yīng)符合表3的規(guī)定。表3參考面取向及切口基準(zhǔn)軸取向直徑主參考面取向副參考面取向切口基準(zhǔn)軸取向平行于{1010}±5°(如圖2a)所示]Si面：沿主參考面方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°±5°C面：沿主參考面方向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°±5°導(dǎo)電型：平行于{1010}±5°(如圖2b)所示]半絕緣型：平行于<1100>±5°(如圖1所示)[1120]方向上參考面主參考而a)直徑≤100.0mm拋光片主、副參考面示意圖b)直徑150.0mm拋光片主參考面示意圖5.5電阻率碳化硅單晶拋光片的電阻率應(yīng)符合表4的規(guī)定。4級(jí)別電阻率4H導(dǎo)電型6H導(dǎo)電型半絕緣型工業(yè)級(jí)(P級(jí))研究級(jí)(R級(jí))試片級(jí)(D級(jí))碳化硅單晶拋光片的微管密度應(yīng)符合表5的規(guī)定。表5微管密度級(jí)別微管密度工業(yè)級(jí)(P級(jí))研究級(jí)(R級(jí))試片級(jí)(D級(jí))5.7位錯(cuò)密度工業(yè)級(jí)、導(dǎo)電型碳化硅單晶拋光片的位錯(cuò)密度應(yīng)符合表6的規(guī)定。表6位錯(cuò)密度級(jí)別導(dǎo)電能力位錯(cuò)密度螺位錯(cuò)(TSD)基平面位錯(cuò)(BPD)刃位錯(cuò)(TED)工業(yè)級(jí)(P級(jí))導(dǎo)電型<1000<1500<100005.8結(jié)晶質(zhì)量碳化硅單晶拋光片的結(jié)晶質(zhì)量用高分辨XRD搖擺曲線的半高寬(FWHM)表示，4H-SiC(0004)或6H-SiC(0006)的半高寬應(yīng)符合表7的規(guī)定。表7結(jié)晶質(zhì)量級(jí)別工業(yè)級(jí)(P級(jí))研究級(jí)(R級(jí))試片級(jí)(D級(jí))——5碳化硅單晶拋光片的多型應(yīng)符合表8的規(guī)定。級(jí)別多型工業(yè)級(jí)(P級(jí))無(wú)研究級(jí)(R級(jí))試片級(jí)(D級(jí))注：多型要求中的2%、5%是指碳化硅單晶拋光片表面多型缺陷的面積與拋光片面積的比例。5.10表面質(zhì)量碳化硅單晶拋光片的表面質(zhì)量應(yīng)符合表9的規(guī)定。表9表面質(zhì)量不同級(jí)別、不同直徑碳化硅單晶拋光片的表面質(zhì)量要求工業(yè)級(jí)(P級(jí))研究級(jí)(R級(jí))試片級(jí)(D級(jí))裂紋無(wú)裂紋無(wú)裂紋位于碳化硅單晶拋光片邊緣，且每條長(zhǎng)度≤2mm,累計(jì)長(zhǎng)度≤10mm六方空洞符合下列要求符合下列要求不單獨(dú)要求，可用面積比例?≥90%肉眼可見(jiàn)劃痕”無(wú)肉眼可見(jiàn)劃痕無(wú)肉眼可見(jiàn)劃痕累計(jì)長(zhǎng)度不大于直徑，且數(shù)量(條)符合下列要求污物無(wú)污物無(wú)污物無(wú)污物肉眼可見(jiàn)凹坑”尺寸<100μm,且數(shù)量(個(gè))符合下列要求符合下列要求不單獨(dú)要求，可用面積比例≥90%崩邊不應(yīng)存在圓弧長(zhǎng)度和徑向深度≥0.2mm的崩邊≤5個(gè)，且圓弧長(zhǎng)度和徑向深度≤1mm可用面積比例是指合格質(zhì)量區(qū)內(nèi)，碳化硅單晶拋光片Si面除去六方空洞或肉眼可見(jiàn)凹坑缺陷后的面積與Si面總面積的比例。b僅檢測(cè)Si面的肉眼可見(jiàn)劃痕和肉眼可見(jiàn)凹坑，其他表面質(zhì)量指標(biāo)檢測(cè)Si面和C面。65.11表面粗糙度碳化硅單晶拋光片的表面粗糙度應(yīng)符合表10的規(guī)定。表10表面粗糙度測(cè)試表面表面粗糙度(Ra)Si面注：表面粗糙度的測(cè)試面積為10μm×10μm6試驗(yàn)方法6.1幾何參數(shù)6.1.1碳化硅單晶拋光片直徑及允許偏差的測(cè)試按GB/T30866規(guī)定的方法進(jìn)行。6.1.2碳化硅單晶拋光片厚度及允許偏差的測(cè)試按GB/T30867規(guī)定的方法進(jìn)行。6.1.3碳化硅單晶拋光片總厚度變化、局部厚度變化、翹曲度和彎曲度的測(cè)試按GB/T32278規(guī)定的方法進(jìn)行。6.1.4碳化硅單晶拋光片主參考面長(zhǎng)度及允許偏差、副參考面長(zhǎng)度及允許偏差的測(cè)試按GB/T13387規(guī)定的方法進(jìn)行。6.1.5碳化硅單晶拋光片切口尺寸的測(cè)試按GB/T26067規(guī)定的方法進(jìn)行。6.2表面取向及偏離碳化硅單晶拋光片表面取向及偏離的測(cè)試按GB/T1555規(guī)定的方法進(jìn)行。6.3基準(zhǔn)標(biāo)記碳化硅單晶拋光片參考面取向及切口基準(zhǔn)軸取向的測(cè)試按GB/T13388晶體的衍射面及布拉格角見(jiàn)表11。表11碳化硅晶體衍射面及布拉格角規(guī)定的方法進(jìn)行。碳化硅4H-SiC(0004)6H-SiC(0006)衍射面(hkil)布拉格角(θ)衍射面(hkil)布拉格角(θ)29.992°30.075°35.617°35.983°37.883°37.825°76.4.1導(dǎo)電型碳化硅單晶拋光片電阻率的測(cè)試按GB/T6616規(guī)定的方法進(jìn)行。6.4.2半絕緣型碳化硅單晶拋光片電阻率的測(cè)試按GB/T42271規(guī)定的方法進(jìn)行，也可由供需雙方協(xié)商。6.5微管密度碳化硅單晶拋光片微管密度的測(cè)試按GB/T31351規(guī)定的方法進(jìn)行。6.6位錯(cuò)密度碳化硅單晶拋光片位錯(cuò)密度的測(cè)試按GB/T41765規(guī)定的方法進(jìn)行，也可由供需雙方協(xié)商。6.7結(jié)晶質(zhì)量碳化硅單晶拋光片結(jié)晶質(zhì)量的測(cè)試按GB/T32188規(guī)定的方法進(jìn)行，碳化硅晶體的衍射面及布拉格角見(jiàn)表11。碳化硅單晶拋光片多型的測(cè)試按附錄B規(guī)定的方法進(jìn)行。6.9表面質(zhì)量碳化硅單晶拋光片表面質(zhì)量的測(cè)試按GB/T6624規(guī)定的方法進(jìn)行。如有必要，用相應(yīng)精度的量具測(cè)量。6.10表面粗糙度碳化硅單晶拋光片表面粗糙度的測(cè)試按GB/T29505規(guī)定的方法進(jìn)行。7檢驗(yàn)規(guī)則7.1檢查和驗(yàn)收7.1.1產(chǎn)品由供方或第三方進(jìn)行檢驗(yàn)，保證產(chǎn)品質(zhì)量符合本文件及訂貨單的規(guī)定。7.1.2需方可對(duì)收到的產(chǎn)品按本文件的規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)。如檢驗(yàn)結(jié)果與本文件或訂貨單的規(guī)定不符時(shí)，應(yīng)在收到產(chǎn)品之日起三個(gè)月內(nèi)向供方提出，由供需雙方協(xié)商解決。碳化硅單晶拋光片應(yīng)成批提交驗(yàn)收，每批應(yīng)由同一牌號(hào)、相同規(guī)格的碳化硅單晶拋光片組成。7.3檢驗(yàn)項(xiàng)目和取樣碳化硅單晶拋光片的檢驗(yàn)項(xiàng)目和取樣應(yīng)符合表12的規(guī)定。如需按其他方案進(jìn)行取樣，由供需雙方協(xié)商確定。8表12檢驗(yàn)項(xiàng)目和取樣檢驗(yàn)項(xiàng)目取樣接收質(zhì)量限技術(shù)要求的章條號(hào)試驗(yàn)方法的章條號(hào)幾何參數(shù)直徑及允許偏差按GB/T2828.1—2012中一般檢驗(yàn)水平Ⅱ,正常檢驗(yàn)一次抽樣方案4.0厚度及允許偏差4.0總厚度變化、局部厚度變化、翹曲度、彎曲度4.0主參考面長(zhǎng)度及允許偏差4.0副參考面長(zhǎng)度及允許偏差4.0切口尺寸4.0表面取向及偏離按GB/T2828.1—2012中特殊檢驗(yàn)水平S-1,正常檢驗(yàn)一次抽樣方案4.0基準(zhǔn)標(biāo)記按GB/T2828.1—2012中一般檢驗(yàn)水平Ⅱ,正常檢驗(yàn)一次抽樣方案4.0電阻率按GB/T2828.1—2012中一般檢驗(yàn)水平Ⅱ,正常檢驗(yàn)一次抽樣方案4.0微管密度按GB/T2828.1—2012中一般檢驗(yàn)水平Ⅱ,正常檢驗(yàn)一次抽樣方案4.0位錯(cuò)密度按GB/T2828.1—2012中特殊檢驗(yàn)水平S-1,正常檢驗(yàn)一次抽樣方案4.0結(jié)晶質(zhì)量按GB/T2828.1—2012中特殊檢驗(yàn)水平S-1,正常檢驗(yàn)一次抽樣方案4.0多型按GB/T2828.1—2012中一般檢驗(yàn)水平Ⅱ,正常檢驗(yàn)一次抽樣方案4.0表面質(zhì)量按GB/T2828.1—2012中一般檢驗(yàn)水平Ⅱ,正常檢驗(yàn)一次抽樣方案4.0表面粗糙度按GB/T2828.1—2012中特殊檢驗(yàn)水平S-1,正常檢驗(yàn)一次抽樣方案4.06.107.4檢驗(yàn)結(jié)果的判定碳化硅單晶拋光片各檢驗(yàn)項(xiàng)目的檢驗(yàn)結(jié)果接收質(zhì)量限應(yīng)符合表12的規(guī)定，如有特殊要求由供需雙方協(xié)商確定。98.1標(biāo)志8.1.1.1在檢驗(yàn)合格的碳化硅單晶拋光片包裝盒上應(yīng)粘貼標(biāo)簽，其上注明：a)產(chǎn)品名稱；b)產(chǎn)品牌號(hào)；c)產(chǎn)品批號(hào)；d)產(chǎn)品數(shù)量；e)其他。8.1.1.2碳化硅單晶拋光片外包裝箱上應(yīng)貼有標(biāo)簽，其上標(biāo)明：a)產(chǎn)品名稱；b)產(chǎn)品規(guī)格；c)產(chǎn)品數(shù)量；e)出廠日期；碳化硅單晶拋光片C面應(yīng)有標(biāo)記，標(biāo)記內(nèi)容應(yīng)具有唯一性和可追溯性，標(biāo)記內(nèi)容的位置平行于主參考面。8.2.1在不低于GB/T25915.1—2021中5級(jí)潔凈環(huán)境內(nèi)，將清洗干凈的碳化硅單晶拋光片放在特制的聚乙烯包裝盒里，將聚乙烯包裝盒放入潔凈的包裝袋內(nèi)，外包裝袋(鋁箔袋)充氮?dú)饷芊饣虺檎婵彰芊狻?.2.2將密封包裝好的聚乙烯包裝盒連同隨行文件一起放入包裝箱內(nèi)，周?chē)镁彌_材料進(jìn)行填充，防止移動(dòng)或相互擠壓，最后用膠帶封好。碳化硅單晶拋光片在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)防止擠壓、碰撞，并采取防震、防潮等措施。碳化硅單晶拋光片應(yīng)存放在潔凈、干燥、無(wú)化學(xué)腐蝕的環(huán)境中。8.5隨行文件每批碳化硅單晶拋光片應(yīng)附有隨行文件，其中除應(yīng)包括供方信息、產(chǎn)品信息、本文件編號(hào)、出廠日期或包裝日期外，還宜包括下列內(nèi)容。a)產(chǎn)品質(zhì)量證明書(shū)，內(nèi)容如下：●檢驗(yàn)部門(mén)印記和檢驗(yàn)員蓋章。c)其他。9訂貨單內(nèi)容需方可根據(jù)自身的需要，在訂購(gòu)本文件所列產(chǎn)品的訂貨單內(nèi)，列出以下內(nèi)容：a)產(chǎn)品名稱；b)產(chǎn)品規(guī)格；c)技術(shù)指標(biāo)要求；d)產(chǎn)品數(shù)量；e)本文件編號(hào)；(規(guī)范性)碳化硅單晶拋光片的牌號(hào)表示方法碳化硅單晶拋光片牌號(hào)由9位數(shù)字或字母組成，形式為WABCDE-X1X2X3,各字母代表的含義如下：W——標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品A——直徑4——100.0mm6——150.0mmB——晶型4——4HC——導(dǎo)電能力N——導(dǎo)電型S——半絕緣型D——晶向角度0——正晶向X——其他角度偏角E——等級(jí)P—-工業(yè)級(jí)R——研究級(jí)D——試片級(jí)X1——Si面加工狀態(tài)L——研磨P——光學(xué)拋光C——化學(xué)機(jī)械拋光，即開(kāi)即用X2—-C面加工狀態(tài)L——研磨P—-光學(xué)拋光C——化學(xué)機(jī)械拋光，即開(kāi)即用X3——厚度E——(350±25)μmF——(330±25)μmG——(500±25)μmX——其他厚度示例：W44N4P-CPE代表的含義為該