埋層硅外延片-編制說明

一、工作簡況

1、立項(xiàng)目的和意義

埋層硅外延工藝是IC芯片工藝中一道必不可少的工序，通過在芯片的埋層電路片上

做選擇性外延生長，將摻雜劑植入芯片電路中，能夠有效改善心芯片器件性能指標(biāo)。國內(nèi)

的埋層硅外延工藝技術(shù)也已成熟運(yùn)用多年，而且越來越多的國際性半導(dǎo)體廠商選擇在中國

進(jìn)行加工與貿(mào)易，迫切需要出臺(tái)埋層硅外延片產(chǎn)品相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范埋層硅外延片的

各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，提高國內(nèi)整體的埋層硅外延片制造水平，趕超國際先進(jìn)水準(zhǔn)，支撐國內(nèi)半

導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，

2、任務(wù)來源

根據(jù)《國家標(biāo)準(zhǔn)委關(guān)于下達(dá)2022年第一批國家標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃的通知》（國標(biāo)委綜合

[2022]17號(hào)）的要求，由南京國盛電子有限公司負(fù)責(zé)《埋層硅外延片》的編制，項(xiàng)目計(jì)

劃編號(hào)：20220133-T-469，計(jì)劃于2023年完成。

3、項(xiàng)目承擔(dān)單位概況

南京國盛電子有限公司成立于2003年，是中國電科半導(dǎo)體材料公司控股的國有企業(yè)。

國盛公司作為國內(nèi)最早生產(chǎn)硅外延片的專業(yè)企業(yè)，擁有4-8英寸硅外延片自主研發(fā)的批生

產(chǎn)技術(shù)和多項(xiàng)發(fā)明專利，承擔(dān)了國家科技重大專項(xiàng)、國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目及省科技成果

轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)型升級(jí)等多項(xiàng)研制任務(wù)，具有較高的行業(yè)地位，獲得包括北京燕東、華潤微電子、

中航微電子、臺(tái)積電中國等多家知名高端半導(dǎo)體企業(yè)對(duì)埋層硅外延片加工的質(zhì)量體系認(rèn)

證，目前4-8英寸埋層硅外延片每年加工量達(dá)到100萬片，具備編制本標(biāo)準(zhǔn)的能力和資質(zhì)。

4、主要工作過程

2022年6月，南京國盛電子有限公司接到《埋層硅外延片》國家標(biāo)準(zhǔn)正式下達(dá)計(jì)劃

后，組建了由**、**、**、***等公司專家成立的標(biāo)準(zhǔn)編制組。編制組詳細(xì)討論并認(rèn)真填

寫了標(biāo)準(zhǔn)制定項(xiàng)目任務(wù)落實(shí)書，廣泛調(diào)研收集整理了國內(nèi)外與本標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、論

文、專著等文獻(xiàn)資料，結(jié)合目前埋層硅外延片的客戶端產(chǎn)品質(zhì)量需求情況，于2023年1

月完成了標(biāo)準(zhǔn)討論稿。

5、標(biāo)準(zhǔn)主要起草人及起草工作

本標(biāo)準(zhǔn)編制組起草人均從事硅外延行業(yè)多年，有豐厚的產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。起草人的工作

包括收集和整理相關(guān)文獻(xiàn)資料，制備不同規(guī)格的樣品，撰寫標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)文件等。

1

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的論據(jù)

1、編制原則

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位自接受起草任務(wù)后，成立了標(biāo)準(zhǔn)編制組負(fù)責(zé)收集生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、檢驗(yàn)數(shù)據(jù)、

市場需求及客戶要求等信息，初步確定了《埋層硅外延片》標(biāo)準(zhǔn)起草所遵循的基本原則和

編制依據(jù)：

1）查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)外客戶的相關(guān)技術(shù)要求；

2）根據(jù)國內(nèi)埋層硅外延片生產(chǎn)企業(yè)的具體情況，力求做到標(biāo)準(zhǔn)的合理性和實(shí)用性；

3）按照GB/T1.1的要求進(jìn)行格式和結(jié)構(gòu)編寫。

2、確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的論據(jù)

本標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合我國行業(yè)內(nèi)埋層硅外延片的實(shí)際生產(chǎn)和使用情況，考慮埋層硅外延片的發(fā)

展和行業(yè)現(xiàn)狀制定而成。主要內(nèi)容是各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)、參數(shù)、公式、性能要求、試驗(yàn)方法、

檢驗(yàn)規(guī)則等。

埋層硅外延片的關(guān)鍵評(píng)判指標(biāo)，具體有：埋層硅外延片外延前的質(zhì)量要求、埋層硅外

延片中的圖形漂移率、圖形畸變率，以及埋層硅外延層的電阻率和允許偏差、厚度及厚度

變化、徑向電阻率變化、硅外延層縱向電阻率分布、正/背面質(zhì)量、內(nèi)部缺陷、幾何參數(shù)、

表面金屬雜質(zhì)、表面顆粒等。

3、主要內(nèi)容

3.1、產(chǎn)品分類

3.1.1、埋層硅外延片按導(dǎo)電類型分為N型和P型。N型外延層摻雜元素為磷或砷，P型

外延層摻雜元素為硼。

3.1.2、埋層硅外延片按按直徑尺寸分為76.2mm、100mm、125mm、150mm、200mm。

3.1.3、埋層硅外延片按晶向分為〈111〉、〈100〉、<110>等。

3.2、技術(shù)要求

3.2.1襯底材料

埋層片襯底材料的質(zhì)量要求應(yīng)符合表1的規(guī)定，其他各項(xiàng)參數(shù)應(yīng)符合GB/T12964、

GB/T12964、GB/T35310的規(guī)定。埋層電路片的質(zhì)量由供方保證。

表1埋層片襯底質(zhì)量要求

2

導(dǎo)氧化層去除情宏觀表背面質(zhì)量微觀表面圖形質(zhì)量

電摻雜元電阻率，況

類素Ω·cm

型

P，As，日光燈下檢驗(yàn)聚光燈下檢驗(yàn)要求表顯微鏡下檢驗(yàn)要求無

N≤20

Sb要求氧化層完面激光標(biāo)號(hào)清晰,表劃傷、無色差、圖形

全去除，無黑面/背面無劃傷、大亮清晰，無顯著缺陷（光

點(diǎn)、黑斑等氧點(diǎn)等缺陷，背面無反刻錯(cuò)誤、滑移線、層

化層殘留痕跡應(yīng)圈；錯(cuò)、位錯(cuò)等微觀缺陷）

PB≤100

無（尖峰、缺角、裂

紋、霧、針孔）；

邊緣劃傷≤3mm

3.2.2外延層

3.2.2.1圖形規(guī)格參數(shù)

表2圖形漂移率和圖形畸變率

項(xiàng)目要求

圖形漂移率0.9±0.1

圖形畸變率≤1.5

3.2.2.1.1圖形漂移率Δ1如圖1所示，按式（1）計(jì)算：

Δ1=d/t……（1）

式中：

Δ1——圖形漂移率

d——外延層上圖形寬度與襯底上圖形寬度的偏離，單位為μm；

t——外延層厚度，單位為μm。

3.2.2.1.2圖形畸變率Δ2如圖2所示，按式（2）計(jì)算：

Δ2=(a-b)/t……（2）

式中：

Δ2——圖形畸變率

a——外延層上的圖形寬度，單位為μm；

3

b——襯底上的圖形寬度，單位為μm；

t——外延層厚度，單位為μm。

3.2.2.2外延層其他參數(shù)指標(biāo)

埋層硅外延片外延層的電阻率和允許偏差、厚度及厚度變化、徑向電阻率變化、硅外

延層縱向電阻率分布、正/背面質(zhì)量、內(nèi)部缺陷、幾何參數(shù)、表面金屬雜質(zhì)、表面顆粒等

技術(shù)指標(biāo)同GB/T12964（硅外延片）、GB/T35310（200mm硅外延片）的各項(xiàng)規(guī)定規(guī)定

三、標(biāo)準(zhǔn)水平分析

埋層硅外延片目前尚無相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，本標(biāo)準(zhǔn)是新制定的國家標(biāo)準(zhǔn)，主

要目的是規(guī)范和統(tǒng)一埋層硅外延片的相關(guān)性能項(xiàng)目，便于采購訂單制定和生產(chǎn)廠家對(duì)產(chǎn)品

需求和標(biāo)準(zhǔn)的識(shí)別。本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。

四、與我國有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和相關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系。

本標(biāo)準(zhǔn)與國家現(xiàn)行法律、法規(guī)和相關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)不存在相違背和抵觸的地方。

五、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)。

無。

六、標(biāo)準(zhǔn)作為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)或推薦性標(biāo)準(zhǔn)的建議

建議本標(biāo)準(zhǔn)作為推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實(shí)施。

七、代替或廢止現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議

無。

八、其他需要說明的事項(xiàng)

本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)目前國內(nèi)埋層硅外延片的實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)狀和訂貨合同情況制定，考慮隨著新

材料的開發(fā)使用和生產(chǎn)裝備的更新，如果以后生產(chǎn)或訂貨合同中對(duì)產(chǎn)品的性能指標(biāo)有其它

具體需求，可在下一版中進(jìn)行補(bǔ)充修訂。

九、預(yù)期效果

4

本標(biāo)準(zhǔn)的制定和推廣，有利于規(guī)范行業(yè)的發(fā)展，對(duì)國內(nèi)埋層硅外延片的生產(chǎn)具有促

進(jìn)作用。

標(biāo)準(zhǔn)編制組

2023年2月

5

一、工作簡況

1、立項(xiàng)目的和意義

埋層硅外延工藝是IC芯片工藝中一道必不可少的工序，通過在芯片的埋層電路片上

做選擇性外延生長，將摻雜劑植入芯片電路中，能夠有效改善心芯片器件性能指標(biāo)。國內(nèi)

的埋層硅外延工藝技術(shù)也已成熟運(yùn)用多年，而且越來越多的國際性半導(dǎo)體廠商選擇在中國

進(jìn)行加工與貿(mào)易，迫切需要出臺(tái)埋層硅外延片產(chǎn)品相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范埋層硅外延片的

各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，提高國內(nèi)整體的埋層硅外延片制造水平，趕超國際先進(jìn)水準(zhǔn)，支撐國內(nèi)半

導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，

2、任務(wù)來源

根據(jù)《國家標(biāo)準(zhǔn)委關(guān)于下達(dá)2022年第一批國家標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃的通知》（國標(biāo)委綜合

[2022]17號(hào)）的要求，由南京國盛電子有限公司負(fù)責(zé)《埋層硅外延片》的編制，項(xiàng)目計(jì)

劃編號(hào)：20220133-T-469，計(jì)劃于2023年完成。

3、項(xiàng)目承擔(dān)單位概況

南京國盛電子有限公司成立于2003年，是中國電科半導(dǎo)體材料公司控股的國有企業(yè)。

國盛公司作為國內(nèi)最早生產(chǎn)硅外延片的專業(yè)企業(yè)，擁有4-8英寸硅外延片自主研發(fā)的批生

產(chǎn)技術(shù)和多項(xiàng)發(fā)明專利，承擔(dān)了國家科技重大專項(xiàng)、國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目及省科技成果

轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)型升級(jí)等多項(xiàng)研制任務(wù)，具有較高的行業(yè)地位，獲得包括北京燕東、華潤微電子、

中航微電子、臺(tái)積電中國等多家知名高端半導(dǎo)體企業(yè)對(duì)埋層硅外延片加工的質(zhì)量體系認(rèn)

證，目前4-8英寸埋層硅外延片每年加工量達(dá)到100萬片，具備編制本標(biāo)準(zhǔn)的能力和資質(zhì)。

4、主要工作過程

2022年6月，南京國盛電子有限公司接到《埋層硅外延片》國家標(biāo)準(zhǔn)正式下達(dá)計(jì)劃

后，組建了由**、**、**、***等公司專家成立的標(biāo)準(zhǔn)編制組。編制組詳細(xì)討論并認(rèn)真填

寫了標(biāo)準(zhǔn)制定項(xiàng)目任務(wù)落實(shí)書，廣泛調(diào)研收集整理了國內(nèi)外與本標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、論

文、專著等文獻(xiàn)資料，結(jié)合目前埋層硅外延片的客戶端產(chǎn)品質(zhì)量需求情況，于2023年1

月完成了標(biāo)準(zhǔn)討論稿。

5、標(biāo)準(zhǔn)主要起草人及起草工作

本標(biāo)準(zhǔn)編制組起草人均從事硅外延行業(yè)多年，有豐厚的產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。起草人的工作

包括收集和整理相關(guān)文獻(xiàn)資料，制備不同規(guī)格的樣品，撰寫標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)文件等。

1

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的論據(jù)

1、編制原則

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位自接受起草任務(wù)后，成立了標(biāo)準(zhǔn)編制組負(fù)責(zé)收集生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、檢驗(yàn)數(shù)據(jù)、

市場需求及客戶要求等信息，初步確定了《埋層硅外延片》標(biāo)準(zhǔn)起草所遵循的基本原則和

編制依據(jù)：

1）查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)外客戶的相關(guān)技術(shù)要求；

2）根據(jù)國內(nèi)埋層硅外延片生產(chǎn)企業(yè)的具體情況，力求做到標(biāo)準(zhǔn)的合理性和實(shí)用性；

3）按照GB/T1.1的要求進(jìn)行格式和結(jié)構(gòu)編寫。

2、確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的論據(jù)

本標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合我國行業(yè)內(nèi)埋層硅外延片的實(shí)際生產(chǎn)和使用情況，考慮埋層硅外延片的發(fā)

展和行業(yè)現(xiàn)狀制定而成。主要內(nèi)容是各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)、參數(shù)、公式、性能要求、試驗(yàn)方法、

檢驗(yàn)規(guī)則等。

埋層硅外延片的關(guān)鍵評(píng)判指標(biāo)，具體有：埋層硅外延片外延前的質(zhì)量要求、埋層硅外

延片中的圖形漂移率、圖形畸變率，以及埋層硅外延層的電阻率和允許偏差、厚度及厚度

變化、徑向電阻率變化、硅外延層縱向電阻率分布、正/背面質(zhì)量、內(nèi)部缺陷、幾何參數(shù)、

表面金屬雜質(zhì)、表面顆粒等。

3、主要內(nèi)容

3.1、產(chǎn)品分類

3.1.1、埋層硅外延片按導(dǎo)電類型分為N型和P型。N型外延層摻雜元素為磷或砷，P型

外延層摻雜元素為硼。

3.1.2、埋層硅外延片按按直徑尺寸分為76.2mm、100mm、125mm、150mm、200mm。

3.1.3、埋層硅外延片按晶向分為〈111〉、〈100〉、<110>等。

3.2、技術(shù)要求

3.2.1襯底材料

埋層片襯底材料的質(zhì)量要求應(yīng)符合表1的規(guī)定，其他各項(xiàng)參數(shù)應(yīng)符合GB/T12964、

GB/T12964、GB/T35310的規(guī)定。埋層電路片的質(zhì)量由供方保證。

表1埋層片襯底質(zhì)量要求

2

導(dǎo)氧化層去除情宏觀表背面質(zhì)量微觀表面圖形質(zhì)量

電摻雜元電阻率，況

類素Ω·cm

型

P，As，日光燈下檢驗(yàn)聚光燈下檢驗(yàn)要求表顯微鏡下檢驗(yàn)要求無

N≤20

Sb要求氧化層完面激光標(biāo)號(hào)清晰,表劃傷、無色差、圖形

全去除，無黑面/背面無劃傷、大亮清晰，無顯著缺陷（光

點(diǎn)、黑斑等氧點(diǎn)等缺陷，背面無反刻錯(cuò)誤、滑移線、層

化層殘留痕跡應(yīng)圈；錯(cuò)、位錯(cuò)等微觀缺陷）

PB≤100

無（尖峰、缺角、裂

紋、霧、針孔）；