碳化硅外延片

ICS29.045

CCSH83

中華人民共和國國家標準

GB/TXXXXX—XXXX

碳化硅外延片

Siliconcarbideepitaxialwafers

（征求意見稿）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

GB/TXXXXX—XXXX

碳化硅外延片

1范圍

本文件規(guī)定了碳化硅外延片的產(chǎn)品分類、技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則及標志、包裝、運輸與貯

存、隨行文件和訂貨單內(nèi)容。

本文件適用于在n型或p型碳化硅襯底上生長碳化硅同質(zhì)外延層的外延片，產(chǎn)品用于碳化硅電子電力

器件制作。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應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半導體單晶晶向測定方法

GB/T2828.1-2012計數(shù)抽樣檢驗程序第1部分：按接收質(zhì)量限(AQL)檢索的逐批檢驗抽樣計劃

GB/T6624硅拋光片表面質(zhì)量目測檢驗方法

GB/T14146硅外延層載流子濃度測定電容-電壓法

GB/T14264半導體材料術語

GB/T14847重摻雜襯底上輕摻雜硅外延層厚度的紅外反射法測量方法

GB/T29505硅片平坦表面的表面粗糙度測量方法

GB/T30656碳化硅單晶拋光片

GB/T30867碳化硅單晶片厚度和總厚度變化測試方法

GB/T31351碳化硅單晶拋光片微管密度無損檢測方法

GB/T32278碳化硅單晶片平整度測試方法

GB/TXXXXX碳化硅外延片表面缺陷的測試顯微可見光法（計劃號為20203728-T-469）

GB/TXXXXX碳化硅外延層厚度的測試紅外反射法（計劃號為20204893-T-469）

GB/TXXXXX碳化硅晶體材料缺陷圖譜（計劃號為20213238-T-469）

3術語和定義

GB/T14264界定的術語和定義適用于本文件。

4產(chǎn)品分類

4.1碳化硅外延片按外延層導電類型分為n型和p型。

4.2碳化硅外延片按直徑尺寸分為76.2mm、100.0mm、150.0mm。

4.3碳化硅外延片按晶型分為4H<0001>、6H<0001>等。

1

GB/TXXXXX—XXXX

5技術要求

5.1碳化硅外延片用襯底材料

碳化硅單晶襯底片的電阻率應符合表1的規(guī)定，其他參數(shù)包括合格質(zhì)量區(qū)要求、幾何參數(shù)、表面取

向及偏離、基準標記、缺陷密度、表面質(zhì)量均應符合GB/T30656中工業(yè)級（P級）的規(guī)定。襯底片的

技術要求由供方保證，如有需求可由供方提供檢測值。

表1碳化硅單晶襯底片的電阻率

電阻率徑向不均勻性

導電類型晶型電阻率(Ω?cm)

直徑76.2mm直徑100.0mm直徑150.0mm

n型4H0.015~0.028≤5%≤10%≤10%

5.2外延層參數(shù)

5.2.1導電類型

碳化硅外延層的導電類型為n型、p型。n型外延層摻雜元素為氮，p型外延層摻雜元素為鋁。

5.2.2載流子濃度

外延層載流子濃度及其允許偏差、載流子濃度變化應符合表2的規(guī)定。外延層載流子濃度值為由中

心點和在平行與垂直于主參考面的兩條直徑上多點載流子濃度測量值的平均值。

表2外延層載流子濃度及其允許偏差

載流子濃度

導電類型允許偏差載流子濃度變化（CV）

cm-3

n型5E13～1E19±25%20%

p型5E13～1E19±50%25%

5.2.3外延層厚度

外延層厚度及其允許偏差、徑向厚度變化應符合表3的規(guī)定。外延層厚度值為由中心點和在平行與

垂直于主參考面的兩條直徑上多點厚度測量值的平均值。

表3外延層厚度及其允許偏差

厚度

允許偏差徑向厚度變化（TV）

μm

1～150±10％8%

5.2.4緩沖層

n型碳化硅外延層的緩沖層要求見表4。如客戶對緩沖層有特殊要求，也可由供需雙方協(xié)商確定。

表4外延層厚度及其允許偏差

2

GB/TXXXXX—XXXX

外延厚度緩沖層濃度緩沖層厚度

μmcm-3μm

＜20μm1E180.5

≥20μm1E181.0

5.2.5晶格完整性

碳化硅外延層的晶格缺陷包括3C夾雜物、彗星尾、顆粒、硅滴、臺階聚集、多型、微管、三角型缺

陷、胡蘿卜缺陷、梯形缺陷等外延層缺陷，其晶格缺陷密度應不大于0.5cm-2。

5.3表面質(zhì)量

5.3.1外延片的正表面質(zhì)量應符合表5的規(guī)定。表面缺陷要求的區(qū)域為直徑76.2mm邊緣去除2mm，

直徑100mm、150mm邊緣去除3mm。

表5正表面缺陷

序要求

檢驗項目

號直徑76.2mm直徑100.0mm直徑150.0mm

≤3條且≤5條且≤5條且

1劃痕a

累計長度≤38.1mm累計長度≤50.0mm累計長度≤75.0mm

2崩邊b無無無

3裂紋無無無

4沾污無無無

5點狀缺陷c無無無

5.3.2碳化硅外延片的背表面應顏色均勻一致，背表面質(zhì)量要求由供需雙方協(xié)商確定。

5.4表面粗糙度

碳化硅外延片正面的表面粗糙度應符合表6的規(guī)定。

表6表面粗糙度

要求

檢驗項目

直徑76.2mm直徑100.0mm直徑150.0mm

0.2μm≤外延層厚度≤20μm≤0.3nm≤0.3nm≤0.3nm

≤0.4nm≤0.4nm≤0.4nm

表面粗糙度20μm＜外延層厚度≤50μm

50μm＜外延層厚度≤100μm≤0.8nm≤0.8nm≤0.8nm

注1：表面粗糙度掃描范圍為10μm×10μm，采用Rq值即均方根粗糙度。

注2：外延層厚度在100μm以上的表面粗糙度由供需雙方協(xié)商決定。

3

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5.5幾何參數(shù)

碳化硅外延片的幾何參數(shù)應符合表7的規(guī)定。

表7碳化硅外延片幾何參數(shù)

序號項目幾何參數(shù)要求

直徑及允許偏差

176.2±0.2100.0±0.5150.0±0.5

mm

厚度及允許偏差

2350±25350±25350±25

μm

總厚度變化TTV

3≤5μm≤5μm≤5μm

μm

局部厚度變化SBIR/LTV

4≤3≤3≤3

μm

翹曲度BOW

5≤20≤20≤35

μm

彎曲度（絕對值）WARP

6≤15μm≤15μm≤20μm

μm

5.6其他

如需方對產(chǎn)品技術指標有特殊要求，由供需雙方協(xié)商確定并在訂貨單中注明。

6試驗方法

6.1外延層載流子濃度的測試按GB/T14146的規(guī)定進行或按供需雙方商定的其他方法進行。

6.2外延層載流子濃度變化按公式（1）進行：

………………（1）

式中：

Ρσ——中心點和在平行與垂直于主參考面的兩條直徑上多點載流子濃度測量值的標準方差，單位

為每立方厘米（cm-3）；

Ρmean——中心點和在平行與垂直于主參考面的兩條直徑上多點載流子濃度測量值的平均值，單位

為每立方厘米（cm-3）。

6.3外延層厚度的測試按GB/T14147的規(guī)定進行或按供需雙方商定的其他方法進行。

6.4外延層徑向厚度變化按公式（2）計算：

………（2）

式中：

Tσ——中心點和在平行與垂直于主參考面的兩條直徑上多點厚度測量值的標準方差，單位為微米

（μm）；

4

GB/TXXXXX—XXXX

Tmean——中心點和在平行與垂直于主參考面的兩條直徑上多點厚度測量值的平均值，單位為微米

（μm）。

6.5外延層晶格缺陷密度的檢驗按GB/T31351的規(guī)定進行。

6.6外延片表面質(zhì)量的檢驗按GB/T6624的規(guī)定進行，經(jīng)供需雙方協(xié)商可用顯微鏡檢驗確認。

6.7外延片表面粗糙度的檢驗按GB/T29505的規(guī)定進行。

6.8外延片幾何參數(shù)的測試按GB/T32278的規(guī)定進行。

7檢驗規(guī)則

7.1檢查和驗收

7.1.1產(chǎn)品應由供方或第三方進行檢驗,保證產(chǎn)品質(zhì)量符合本文件及訂貨單的規(guī)定。

7.1.2需方可對收到的產(chǎn)品進行檢驗。若檢驗結(jié)果與本文件或訂貨單的規(guī)定不符時，應在收到產(chǎn)品之

日起3個月內(nèi)以書面形式向供方提出，由供需雙方協(xié)商解決。

7.2組批

產(chǎn)品應成批提交驗收，每批應由供需雙方一致確認的相同技術指標的碳化硅外延片組成。

7.3檢驗項目

每批碳化硅外延片應對外延層載流子濃度、徑向載流子濃度變化、厚度、徑向厚度變化、晶格完整

性以及外延片的表面質(zhì)量、表面粗糙度、幾何參數(shù)進行檢驗。

7.4取樣

每批碳化硅外延片的檢驗按照GB/T2828.1抽樣檢查，或按供需雙方商定的方法抽樣。

7.5檢驗結(jié)果的判定

7.5.1導電類型、晶向由供方保證，如需方抽檢有任一不合格，判該批產(chǎn)品為不合格。

7.5.2其他檢驗項目的接收質(zhì)量限（AQL）應符合表8的規(guī)定。

表8合格質(zhì)量水平

序號檢驗項目接收質(zhì)量限AQL

1外延層載流子濃度1

2外延層徑向載流子濃度變化1

3外延層厚度1

4外延層徑向厚度變化1

5外延層晶格完整性1

劃痕1

崩邊1

裂紋1

正表面

沾污1

6表面質(zhì)量

點狀缺陷1

累計2.5

背面顏色一致性1

背表面

背面缺陷1

5

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7表面粗糙度1

總厚度變化1

8幾何參數(shù)翹曲度1

彎曲度1

8標志、包裝、運輸、貯存和隨行文件

8.1包裝和標志

8.1.1放置碳化硅外延片的片盒應為專用潔凈片盒。

8.1.2碳化硅外延片用單片盒或25片一盒放入片盒中，蓋好盒蓋，片盒接口處貼上專用密封膠帶，然

后進行真空塑封，或按供需雙方商定的其他辦法包裝。

8.1.3包裝箱外應有“小心輕放”、“防腐防潮”、“易碎”字樣或標記，并注明：

a)需方名稱；

b)產(chǎn)品導電類型；

c)產(chǎn)品數(shù)量；

d)供方名稱。

8.2運輸和貯存

8.2.1產(chǎn)品在運輸過程中應輕裝輕卸、勿擠勿壓，并有防震措施。

8.2.2產(chǎn)品應貯存在潔凈、干燥的環(huán)境中。

8.3隨行文件

每批產(chǎn)品應附有隨行文件，其中除應包括供方信息、產(chǎn)品信息、本文件編號、出廠日期或包裝日期

外，還宜包括：

a）產(chǎn)品質(zhì)量證明書，內(nèi)容如下：

產(chǎn)品的主要性能及技術參數(shù)；

產(chǎn)品特點；

產(chǎn)品獲得的質(zhì)量認證或帶供方技術監(jiān)督部門檢印的各項分析檢驗結(jié)果。

b）產(chǎn)品質(zhì)量控制過程中的檢驗報告及成品檢驗報告。

c）產(chǎn)品使用說明：正確搬運、使用、貯存方法等。

d）其他。

9訂貨單內(nèi)容

需方可根據(jù)自身的需要，在訂購本文件所列產(chǎn)品的訂貨單內(nèi)，列出以下內(nèi)容：

a)產(chǎn)品名稱；

b)導電類型；

c)數(shù)量；

d)規(guī)格、技術要求；

e)本文件編號。

_________________________________

6

GB/TXXXXX—XXXX

前言

本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。

本文件由全國半導體設備和材料標準化技術委員會（SAC/TC203）和全國半導體設備和材料標準化

技術委員會材料分會（SAC/TC203/SC2）共同提出并歸口。

本文件起草單位：南京國盛電子有限公司、南京盛鑫半導體材料有限公司等。

本文件主要起草人：駱紅等。

I

GB/TXXXXX—XXXX

碳化硅外延片

1范圍

本文件規(guī)定了碳化硅外延片的產(chǎn)品分類、技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則及標志、包裝、運輸與貯

存、隨行文件和訂貨單內(nèi)容。

本文件適用于在n型或p型碳化硅襯底上生長碳化硅同質(zhì)外延層的外延片，產(chǎn)品用于碳化硅電子電力

器件制作。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應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半導體單晶晶向測定方法

GB/T2828.1-2012計數(shù)抽樣檢驗程序第1部分：按接收質(zhì)量限(AQL)檢索的逐批檢驗抽樣計劃

GB/T6624硅拋光片表面質(zhì)量目測檢驗方法

GB/T14146硅外延層載流子濃度測定電容-電壓法

GB/T14264半導體材料術語

GB/T14847重摻雜襯底上輕摻雜硅外延層厚度的紅外反射法測量方法

GB/T29505硅片平坦表面的表面粗糙度測量方法

GB/T30656碳化硅單晶拋光片

GB/T30867碳化硅單晶片厚度和總厚度變化測試方法

GB/T31351碳化硅單晶拋光片微管密度無損檢測方法

GB/T32278碳化硅單晶片平整度測試方法

GB/TXXXXX碳化硅外延片表面缺陷的測試顯微可見光法（計劃號為20203728-T-469）

GB/TXXXXX碳化硅外延層厚度的測試紅外反射法（計劃號為20204893-T-469）

GB/TXXXXX碳化硅晶體材料缺陷圖譜（計劃號為20213238-T-469）

3術語和定義

GB/T14264界定的術語和定義適用于本文件。

4產(chǎn)品分類

4.1碳化硅外延片按外延層導電類型分為n型和p型。

4.2碳化硅外延片按直徑尺寸分為76.2mm、100.0mm、150.0mm。

4.3碳化硅外延片按晶型分為4H<0001>、6H<0001>等。

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5技術要求

5.1碳化硅外延片用襯底材料

碳化硅單晶襯底片的電阻率應符合表1的規(guī)定，其他參數(shù)包括合格質(zhì)量區(qū)要求、幾何參數(shù)、表面取

向及偏離、基準標記、缺陷密度、表面質(zhì)量均應符合GB/T30656中工業(yè)級（P級）的規(guī)定。襯底片的

技術要求由供方保證，如有需求可由供方提供檢測值。

表1碳化硅單晶襯底片的電阻率

電阻率徑向不均勻性

導電類型晶型電阻率(Ω?cm)

直徑76.2mm直徑100.0mm直徑150.0mm

n型4H0.015~0.028≤5%≤10%≤10%

5.2外延層參數(shù)

5.2.1導電類型

碳化硅外延層的導電類型為n型、p型。n型外延層摻雜元素為氮，p型外延層摻雜元素為鋁。

5.2.2載流子濃度

外延層載流子濃度及其允許偏差、載流子濃度變化應符合表2的規(guī)定。外延層載流子濃度值為由中

心點和在平行與垂直于主參考面的兩條直徑上多點載流子濃度測量值的平均值。

表2外延層載流子濃度及其允許偏差

載流子濃度

導電類型允許偏差載流子濃度變化（CV）

cm-3

n型5E13～1E19±25%20%

p型5E13～1E19±50%25%

5.2.3外延層厚度

外延層厚度及其允許偏差、徑向厚度變化應符合表3的規(guī)定。外延層厚度值為由中心點和在平行與

垂直于主參考面的兩條直徑上多點厚度測量值的平均值。

表3外延層厚度及其允許偏差

厚度

允許偏差徑向厚度變化（TV）

μm

1～150±10％8%

5.2.4緩沖層

n型碳化硅外延層的緩沖層要求見表4。如客戶對緩沖層有特殊要求，也可由供需雙方協(xié)商確定。

表4外延層厚度及其允許偏差

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外延厚度緩沖層濃度緩沖層厚度

μmcm-3μm

＜20μm1E180.5

≥20μm1E181.0

5.2.5晶格完整性

碳化硅外延層的晶格缺陷包括3C夾雜物、彗星尾、顆粒、硅滴、臺階聚集、多型、微管、三角型缺

陷、胡蘿卜缺陷、梯形缺陷等外延層缺陷，其晶格缺陷密度應不大于0.5cm-2。

5.3表面質(zhì)量

5.3.1外延片的正表面質(zhì)量應符合表5的規(guī)定。表面缺陷要求的區(qū)域為直徑76.2mm邊緣去除2mm，

直徑100mm、150mm邊緣去除3mm。

表5正表面缺陷

序要求

檢驗項目

號直徑76.2mm直徑100.0mm直徑150.0mm

≤3條且≤5條且≤5條且

1劃痕a

累計長度≤38.1mm累計長度≤50.0mm累計長度≤75.0mm

2崩邊b無無無

3裂紋無無無

4沾污無無無

5點狀缺陷c無無無

5.3.2碳化硅外延片的背表面應顏色均勻一致，背表面質(zhì)量要求由供需雙方協(xié)商確定。

5.4表面粗糙度

碳化硅外延片正面的表面粗糙度應符合表6的規(guī)定。

表6表面粗糙度

要求

檢驗項目

直徑76.2mm直徑100.0mm直徑150.0mm

0.2μm≤外延層厚度≤20μm≤0.3nm≤0.3nm≤0.3nm

≤0.4nm≤0.4nm≤0.4nm

表面粗糙度20μm＜外延層厚度≤50μm

50μm＜外延層厚度≤100μm≤0.8nm≤0.8nm≤0.8nm

注1：表面粗糙度掃描范圍為10μm×10μm，采用Rq值即均方根粗糙度。

注2：外延層厚度在100μm以上的表面粗糙度由供需雙方協(xié)商決定。

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5.5幾何參數(shù)

碳化硅外延片的幾何參數(shù)應符合表7的規(guī)定。

表7碳化硅外延片幾何參數(shù)

序號項目幾何參數(shù)要求

直徑及允許偏差

176.2±0.2100.0±0.5150.0±0.5

mm

厚度及允許偏差

2350±25350±25350±25

μm

總厚度變化TTV

3≤5μm≤5μm≤5μm

μm

局部厚度變化SBIR/LTV

4≤3≤3≤3

μm

翹曲度BOW

5≤20≤20≤35

μm

彎曲度（絕對值）WARP

6≤15μm≤15μm≤20μm

μm

5.6其他

如需方對產(chǎn)品技術指標有特殊要求，由供需雙方協(xié)商確定并在訂貨單中注明。

6試驗方法

6.1外延層載流子濃度的測試按GB/T14146的規(guī)定進行或按供需雙方商定的其他方法進行。

6.2外延層載流子濃度變化按公式（1）進行：

………………（1）

式中：

Ρσ——中心點和在平行與垂直于主參考面的兩條直徑上多點載流子濃度測量值的標準方差，單位

為每立方厘米（cm-3）；

Ρmean——中心點和在平行與垂直于主參考面的兩條直徑上多點載流子濃度測量值的平均值，單位

為每立方厘米（cm-3）。

6.3外延層厚度的測試按GB/T14147的規(guī)定進行或按供需雙方商定的其他方法進行。

6.4外延層徑向厚度變化按公式（2）計算：

………（2）

式中：

Tσ——中心點和在平行與垂直于主參考面的兩條直徑上多點厚度測量值的標準方差，單位為微米

（μm）；

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