国家标准碳化硅抛光片微管密度无损检测方法.doc

《碳化硅抛光片微管密度无损检测方法》 送审稿编制说明 工作简况 任务来源 根据国家标准化管理委员会下发的国标委综合[2011]57号“关于下达2011年第一批国家标准制修订计划的通知”的要求，由北京天科合达蓝光半导体有限公司、中国科学院物理研究所负责起草、编制本标准，规定碳化硅单晶抛光片的微管密度的无损检测方法。此项目编号T-469，完成年限2012年。 标准项目申报单位简况 北京天科合达蓝光半导体有限公司成立于2006年9月，专业从事第三代半导体碳化硅晶片的研发、生产和销售的高新技术企业。公司依托于中国科学院物理所十余年在碳化硅领域的研究成果，经过多年卓有成效的研究，公司研发出拥有自主知识产权的碳化硅晶体生长炉和碳化硅晶体生长、加工技术和专业设备，建立了完整的碳化硅晶片生产线，在国内率先实现了碳化硅晶片的产业化生产，成为全球碳化硅晶片的主要生产商之一。 主要工作过程 本标准从2011年开始起草，形成草案，上报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，并于2012年3月在徐州参加了标准草案的讨论会，与会的21位专家、代表对该标准给予了肯定，并提出三点建议。标准编制组根据讨论会的建议对草案进行了修订，形成本标准的“征求意见稿”。在之后的两个月时间内，在同行及下游企业广泛的征求了意见，共收到意见12条，编制组收集整理意见后编写的“意见汇总处理表”，并根据意见形成了“送审讨论稿”，提交至标委会送审讨论。 标准编制的原则和依据 标准编制原则 标准的编写格式按国家标准GB/T1.1-2000《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写规则》的统一规定和要求进行编写。 标准的主要内容及依据 适用范围 本标准适用于4H晶型碳化硅和6H晶型碳化硅单晶片经单面抛光或双面抛光后、微管的径向尺寸在一微米至几十微米范围内的微管密度的测量。样品表面法线方向为0001方向，且其偏离角不应大于±8°。 方法提要 无损检测方法是利用入射光线在微管周围处的折射系数差异来确定微管，从而计算出相应的微管密度。当样品表面平行于（0001）晶面时，微管显示为蝴蝶状亮点；当样品表面偏离（0001）晶面时，微管显示为彗星状，这种光强信号的差别表示微管的存在。 测量点的位置 测量点应均匀分布在晶片上，并应去除样品的边缘去除区。测量时X方向为连续观测，Y方向为步进观测，步进长度比视场高度稍大，以保证测量面积足够，同时要保证微管缺陷不被重复计数。 分析结果的计算 碳化硅晶片微管密度（MPD）按下列公式计算： 式中： D——碳化硅晶片微管密度（MPD），个/cm2； h——每个视场的高度，单位cm; li——x方向连续测量时，第i行连续测量的长度，单位cm, 其中i=1,2,3……n; n——测量行的总行数； Ni——x方向连续测量时，第i行的微管数目，i=1,2,3……n。 精密度重复性试验数据分析 本方法的精密度是由起草单位和验证单位在同样条件下，用正交透射偏光显微镜对碳化硅标准样片进行重复性验证，并根据标准偏差公式和重复性试验数据计算得出标准偏差和相对偏差。标准偏差不大于0.5个/cm2，相对偏差不大于15%。 Φ50.8mm精密度试验数据 测试单位：中国科学院半导体研究所 序号 测试点位置 测试点面积(mm2) 测试值1 测试值2 测试值3 1 5 35.7 0 0 0 2 5.5 47.6 0 0 0 3 6 53.55 0 0 0 4 6.5 59.5 0 0 0 5 7 65.45 0 0 0 6 7.5 71.4 0 0 0 7 8 71.4 0 0 0 8 8.5 71.4 1 1 1 9 9 71.4 5 6 7 10 9.5 71.4 15 10 12 11 10 65.45 20 19 17 12 10.5 65.45 30 29 38 13 11 59.5 7 9 10 14 11.5 59.5 2 2 0 15 12 47.6 0 0 0 16 12.5 35.7 0 0 0 合计 - 952 80 76 85 微管密度 - - 8.40 7.98 8.93 平均值 8.44 标准偏差 0.47 相对标准偏差 6% 测试单位：北京天科合达蓝光半导体有限公司 序号 测试点位置 测试点面积(mm2) 测试值1 测试值2 测试值3 1 6.5 24 0 0 0 2 7 42 0 0 0 3 7.5 54 0 0 0 4 8 54 0 0 0 5 8.5 66 0 0 0 6 9 66 0 0 0 7 9.5 72 0 1 1 8 10 78 0 3 3 9 10.5 78 0 0 0 10 11 78 6 6 4 11 11.5 72 9 2 3 12 12 72 24 18 24 13 12.5 72 4 5