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【国家标准】 碳化硅外延片表面缺陷的测试 激光散射法

本网站 发布时间: 2025-01-17 12:45:50
  • GB/T42902-2023
  • 现行

基本信息

  • 标准号:

    GB/T 42902-2023

  • 标准名称:

    碳化硅外延片表面缺陷的测试 激光散射法

  • 标准类别:

    国家标准(GB)

  • 英文名称:

    Test method for surface defects on silicon carbide epitaxial wafers—Laser scattering method
  • 标准状态:

    现行
  • 发布日期:

    2023-08-06
  • 实施日期:

    2024-03-01
  • 出版语种:

    简体中文
  • 下载格式:

    .pdf .zip
  • 下载大小:

    6.33 MB

标准分类号

关联标准

出版信息

  • 出版社:

    中国标准出版社
  • 页数:

    16页【彩图】
  • 标准价格:

    36.0

其他信息

  • 起草人:

    钮应喜、袁松、张会娟、刘敏、仇光寅、李京波、彭铁坤、袁肇耿、杨龙、闫果果
  • 起草单位:

    安徽长飞先进半导体有限公司、广东天域半导体股份有限公司、安徽芯乐半导体有限公司、南京国盛电子有限公司、浙江芯科半导体有限公司、河北普兴电子科技股份有限公司、中国科学院半导体研究所
  • 归口单位:

    全国半导体设备和材料标准化技术委员会(SAC/TC 203)与全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分技术委员会(SAC/TC 203/SC2)
  • 提出单位:

    全国半导体设备和材料标准化技术委员会(SAC/TC 203)与全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分技术委员会(SAC/TC 203/SC2)
  • 发布部门:

    国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会
  • 相关标签:

    碳化硅 外延 表面 缺陷 测试 激光 散射
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标准简介:

本文件描述了激光散射法测试碳化硅外延片表面缺陷的方法。 本文件适用于4H-SiC外延片的表面缺陷测试。


标准内容标准内容

部分标准内容:

ICS77.040
CCSH21
中华人民共和国国家标准
GB/T42902—2023
碳化硅外延片表面缺陷的测试
激光散射法
Test method for surface defects on silicon carbide epitaxial wafers-Laser scatteringmethod
2023-08-06发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2024-03-01实施
GB/T42902—2023
本文件按照GBT1.1一2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国半导体设备和材料标准化技术委员会(SAC/TC203)与全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分技术委员会(SAC/TC203/SC2)共同提出并归口。本文件起草单位:安徽长飞先进半导体有限公司、广东天域半导体股份有限公司、安徽芯乐半导体有限公司、南京国盛电子有限公司、浙江芯科半导体有限公司、河北普兴电子科技股份有限公司、中国科学院半导体研究所。
本文件主要起草人:钮应喜、衰松、张会娟、刘敏、仇光寅、季京波、彭铁坤、袁肇耿、杨龙、果果。1范围
碳化硅外延片表面缺陷的测试
激光散射法
本文件描述了激光散射法测试碳化硅外延片表面缺陷的方法。本文件适用于4H-SiC外延片的表而缺陷测试。2
规范性引用文件
GB/T42902—2023
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件·仅该日期对应的版本适用于本文件:不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T14264
半导体材料术语
GB/T25915.1
洁净室及相关受控环境
3术语和定义
第1部分:按粒子浓度划分空气洁净度等级GB/T14264界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
掉落颗粒物缺陷
downfall defect
外延生长前或生长过程中·反应生长室壁上的黑色无定形碳或SC微颗粒物掉落在衬底或者外延层表面上,经过外延生长后局部或全部深陷于外延层中,形成的点状缺陷。3.2
triangledefect
三角形缺陷
碳化硅外延片上外观呈现三角形形状的表面缺陷。注1:三角形缺陷由变形的4IHSiC晶型边界和含有3C晶型夹层的三角形区域构成·是外延生长过程中·台阶流动因衬底表面存在外来颗粒物、晶体缺陷或者划痕而受到干扰所致。注2:在光致发光通道量现三角形形状·而在表面通道量现一条或者两条或者三条边第三条边与主参考边儿乎成90°三角形头部有时有一明显的小三角形痕·内含3CSiC品型层·此时为浅三角形缺陷。3.3
胡萝卜缺陷
carrot defect
碳化硅外延片上外观呈现胡萝下形状的表面缺陷注,有时却要下缺陷校角分明,这些缺陷平行排列,随着外延层厚度的增大,胡萝卜缺陷沿[1120]方向延伸,且与主参考边[1120]方向平行。胡要卜缺陷长度(1)超于相同.并满足1.一d/sino,其中d为4H-Si外延层厚度.8为衬底表面的偏转角度(0=4)
trapezoiddefect
梯形缺陷
碳化硅外延片上外观呈现梯形形状的表面缺陷,注:上游短坡线和下游长巨观台阶线之间的距离1随若外延层厚度增加面增加.满足L一d/sino其中d为4SiC外延层厚度.0为衬底表面的偏转角度(B=4)。GB/T42902—2023
台阶聚集缺陷stepbunchingdefect1H-SiC外延层表面出现的平行于<1100>方向的有多个原子台阶汇聚在一起而形成的线条状巨观台阶或平行线簇形貌缺陷。
注:台阶紧集会增大外延层表而粗糙度。3.6
彗星缺陷
cometdefect
碳化硅外延片上外观呈现慧星状的表面缺陷。注:通常它有独立的“脑袋“和“尾巴”,彗星缺陷平行排列,与主参考边平行,其长度(L)随外延层厚度的变化与三角形缺陷相同.满足ld/sino,其巾d为4H-SiC外延层厚度.为衬底表面的偏转角度(0一4\)4:方法原理
利用扫描表面检查系统产生的激光束在待测碳化硅外延片表面进行整面扫描·并收集和确定来自表而的散射光、反射光的信号强度和位留,与预设的已知缺陷的散射光、反射光的信号相比较,得到碳化硅外延片表面的缺陷总数和分布。5干扰因素
5.1在测试范围内,颗粒尺寸和激光散射信号强度并非完全线性关系,颗粒尺寸越大,散射信号越趋于饱和。
5.2使用参考样片进行校准时·如果校准点处于接近发生共振的地方,将造成颗粒尺寸的校准误差,为避免这一误差.应保证每一标称尺寸校准曲线的单值性。5.3表面扫描设备对激光敢射信号处理上的差异会带来测试数据的偏差。表面扫描设备灵缴度取决于最小缺陷的信噪比。通常,信噪比大于或等于3可判定为真实缺陷。5.4当很多缺陷聚集在一起发生重叠时,由于信号叠加,会给计数带来一定误差。比如,环境的污染可能覆盖特定缺陷·影响计数。
5.5不同厚度的碳化硅外延层表面缺陷的天小和形状会有变化。一定厚度范围的外延片使用相同的程序扫描计数。如,10μm及以下外延厚度可以使用同一个程序。5.6设备采集数据时采用无去边扫描,可以检查到晶片边缘处理状况、有无裂纹等。在缺陷统计时,对于直径100mm、150mm的外延片,可以根据需要去除边缘2mm~3mm,以忽略边缘高缺陷密度区。5.7标定好的品片、待测晶片表面及测试机台的沾污会影响缺陷的测试。闪此测试前应确认晶片表面、测试机台无污染。
5.8晶片表而的粗糙度和翘曲度会给设备在收集信号时对最小局部光散射体的尺寸测试带来影响。5.9
不同检测通道的选择会影响缺陷的识别·典型缺陷图谱见附录A。6试验条件
除另有规定.测试应在以下环境下进行:温度:(22士2)℃,相对湿度:(45士5)%:a)
洁净度:不低于GBT25915.1中规定的IS05级。2
仪器设备
GB/T42902-—2023
7.1表面缺陷检查系统一般由晶片吸附装载系统、激光扫描及信号收集系统、数据分析、处理、传输系统、操作系统和机械系统等部分组成。7.2通常选用波长为313nm~700nm的激光器,最常用的是355nm或405nm的激光器。7.3表面缺陷检查系统应具备激光散射、反射信号收集能力。表而缺陷检查系统应具备软件处理能力、定义分类规则并输出整个晶片的缺陷分布图和数目。7.4
8样品
同质外延生长后的4H晶型碳化硅晶片,其表面法线方向为<0001晶向,偏离角度在1以内。9
试验步骤
仪器校准,用标定好的品片对仪器进行校准根据测试要求设定相应的测试程序包括缺陷的阅值、分类、边缘去除量等设置9.3
将样品放置在指定位置,通过机械手将样品传送到激光扫描区域,9.4
激光束对样品进行扫描和信号探测。缺陷信号的处理应按照以下规定进行。9.5
对收集到的整个样品的每个信号通道分别设定缺陷信号阅值,每个通道中高于缺陷阅值的信号皆为潜在缺陷,低于阅值的为噪声。缺陷数日按照信号方式对应统计。根据不同缺陷在不同信号通道的敏感度,结合缺陷图谱,从缺陷检查通道、缺陷形状、缺陷大小、长宽比、面积占比、方向性、信号强度、不同通道信号比值等进行分类满足分类条件的缺陷由软件自动归为某种缺陷类别。缺陷统计是采用从上而下的依次排除方cbzxz.net
式·即已经分出的缺陷不会参与后续分类,以避免重复统计。缺陷归类统计与样品扫描同时进行d)
扫描结束.得到外延片上一系列缺陷分布图和数目统计·同时有缺陷密度、缺陷位置坐标义件、e)
晶片良品率等输出。
10试验数据处理
缺陷密度(N)按公式(1)进行计算,N=nS
式中:
N----缺陷密度.单位为每平方厘米(em):\--缺陷数量;
—-去除边缘之后的品片面积单位为平方座米(cm)S
计算结果保留两位有效数字。
11精密度
....1)
用直径为150mm、外延层厚度为10m的外延片(其中包含三角形缺陷、掉落颗粒物缺陷、浅三角3
GB/T42902—2023
形缺陷、胡萝卜缺陷、台阶聚集缺陷和替星缺陷等)在5个实验室进行巡回测试,每个实验室测试3次。单个实验室测试的相对标准偏差不大于10%,多个实验室测试的相对标准偏差不大于20%。12
试验报告
试验报告应至少包括以下内容:a)
样品的来源、规格及型号:
所用的测试系统编号及选用参数:测试结果:
本文件编号;
测试单位及测试人员签字:
测试时间。
附录A
(资料性)
典型缺陷图谱
GB/T42902—2023
A1掉落颗粒物缺陷放大倍数为100倍时的图谱形状如图A.1和图A.2所示.掉落颗粒物缺陷在光致发光和表面通道垦现的形状如图A,3所示。图A.1
QZro(IPP)
R:71365.89μG:148.031GL:1921HZoom100.00VZo0m/100.00R/7500ce|0.00GoToScN(PP)
R:28207.39ue:94.02*GE:397
NUV-PL(IPP)
THZaom100.00vZo0m100.00R75000e0.00GoToR:1899214ue:283.11*GL:2090HZoom1c000VZo0m100.00R750cce000GoToVIS-PL(IPP)
R:1906218ue:281.48-GL:1879HZo0m100.00Z00m100.00R75000e0.00GoTo图A.3
GB/T42902-2023
A2三联缺微天借载体1信时微图请班状谢图A一图A11所示三角能缺借有光教发光利表而通面景御装阁,限示,
QZO(IPP)
GB/T42902—2023
R:53096.83u:285.45*GL:1896HZoom100.00VZo0m100.00R75000e0.00GoToSeN(PP
R:15893.45ue:229.83*GL:396
NUN-PL(PP)
HR75000
R:16069.44e:230.09*Gt:1960HZoom100.00VZo0m100.00R/75000e0.00GoToVIS-PL(IPP
R:16025.45ue:229.83Gt:2005HZoom100.00vZoom100.00R75000e0.00图A.12
浅三角形缺陷在光致发光和表面通道量现的形状如图A.13所示。QZro(PP)
R:15913.38ue:235.60*GL:1887HZoom100.00VZo0m100.00R75000e0.00GoToSeN(IPP)
R:15901.40ue:233.59*GL:449
NUV-PL(PP)
R:34265.13pe:258.05
VS-PL(IPP
HZoom100.00vZo0m100.00R75000e0.00GoToHZoom100.00VZo0m100.00R75000e0.00GoToGI:1937
R:34177.12u:258.77*GL:2034HZoom100.00VZo0m100.00R75000e0.00GoTo图A.13
GB/T42902—2023
A.4胡萝卜缺陷放大倍数为100倍时的图谱形状如图A.14所示.胡萝下缺陷放大倍数为200倍时的图谱形状如图A.15所示,胡萝下缺陷在光致发光和表面通道呈现的形状如图A.16所示。图A.14
Qzro (PP)
F74927.92ue:7.03*GL:2010HZoom100.00/VZoom100.00R/750e00DGoTScN (IPP)
R:41132.21ue:341.37*GL:398HZoom100.00vZoom100.0|R750oe000GoToNUV-FL (IPP)
R:41084.22ue:340.62GL:1865HZoom100.00VZo0m100.00R/75000e0.00GoToVIS-PL (PP)
R:41008.22ue:340.03*Gt:1972HZo0m1000VZoom100.00R75000le0.00GoTo图A16
GB/T42902—2023
A.5梯形缺陷放大倍数为20倍时的图谱形状如图A.17~图A.19所示.梯形缺陷在光致发光和表面通道呈现的形状如图入.20所示。0.5
QZro (IPP)
R:38532.95ue:274.16*GL:1894HZoom100.c0vZoom1co.c@R/7500ce0.0nGo.ToScN (IPP)
R:38840.96ue:273.76°GL:397HZoom100.00vZooml100.00R/75000e0.00GoToNUV-PL (IPP)
B:38765.02u@:26837*G:1857H7o0m100.00-V7ogm10000-B7500VIS-PL(IPP)
eo.0oGoTo
R:38813.01ue:268.76°GL:1972HZoom100.00VZo0m100.00R75000e0.00GoTo图A.20
SpiROPP)
QZcoIPP)
QZoROGPP)
QZROaPP)
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