1、ICS 31.080H 80/84團體標準T/CASAS0032018p溝道IGBT器件用4H碳化硅外延晶片4H-SiC Epitaxial Wafers for p-IGBT Devices版本：V01.002018-11-20發布2018-11-20實施第三代半導體產業技術創新戰略聯盟發布T/CASAS 003-2018目錄前言 .III1范圍.12規范性引用文件 .13術語和定義 .14分類和標記 .24.1產品分類 .24.2標記 .25要求.35.1襯底 .35.2表面缺陷 .35.3表面粗糙度 .35.4外延層厚度均勻性 .45.5摻雜濃度均勻性 .46試驗方法.46.1試驗條件

2、.46.2襯底檢測 .46.3表面缺陷檢測 .56.4表面粗糙度檢測 .56.5外延層厚度均勻性檢測 .56.6摻雜濃度均勻性檢測 .77檢驗規則.87.1檢驗分類 .87.2交付檢驗 .87.3鑒定檢驗 .98標志、包裝、運輸和貯存 .98.1標志 .98.2包裝 .108.3運輸 .108.4儲存 .10附錄 A（資料性附錄）表面缺陷檢測方法. 11附錄 B（資料性附錄）表面粗糙度檢測方法. 11附錄 C（資料性附錄）外延層厚度檢測方法 .16附錄 D（資料性附錄）外延層摻雜濃度檢測方法.19IT/CASAS 003-2018前言SiC半導體材料以其獨特的優異性能，特別適合制作高壓、超高壓

3、功率器件。10kV級以上高壓/超高壓 SiC功率器件多為垂直結構的雙極型器件，如 SiC PiN二極管、IGBT及GTO晶閘管等。從結構上看，n溝道 IGBT與 n溝道 MOSFET器件結構類似，所不同的是需要將 n溝道MOSFET材料結構中的 n型襯底替換成 p型襯底。由于市面上缺乏電阻可接受的 p型+ + +4H-SiC襯底，為了制造 n溝道 IGBT器件材料，需要使用反轉型 n溝道 IGBT器件結構，制造工藝復雜。與 n溝道 IGBT相比，p溝道 IGBT器件材料不但制造工藝簡單，而且可使用質量較高的 n型 4H-SiC襯底，即 p溝道 IGBT器件材料是在 n+ +型 4H-SiC襯底

4、上外延 p型 4H-SiC漂移層/電壓阻擋層所構成的 p-n結材料，正是該 p+型漂移層，使得 p溝道 IGBT器件具有許多優異性能。本標準由第三代半導體產業技術創新戰略聯盟標準化委員會（CASAS）制定發布，版權歸 CASA所有，未經 CASA許可不得隨意復制；其他機構采用本標準的技術內容制定標準需經 CASA允許；任何單位或個人引用本標準的內容需指明本標準的標準號。到本標準正式發布為止，CASAS未收到任何有關本文件涉及專利的報告。CASAS不負責確認本文件的某些內容是否還存在涉及專利的可能性。本標準主要起草單位：東莞市天域半導體科技有限公司、全球能源互聯網研究院有限公司、中國電子科技集團

5、公司第五十五研究所、株洲中車時代電氣股份有限公司、山東天岳晶體材料有限公司、中國科學院微電子研究所、瀚天天成電子科技(廈門)有限公司、山東大學、臺州市一能科技有限公司、中國電子科技集團公司第十三研究所、深圳第三代半導體研究院。本標準主要起草人：孫國勝、李錫光、楊霏、柏松、李誠瞻、高玉強、許恒宇、馮淦、胡小波、張樂年、房玉龍。IIIT/CASAS 003-2018p溝道IGBT器件用4H碳化硅外延晶片1范圍本標準規定了p溝道IGBT器件用4H碳化硅外延晶片（以下簡稱“外延片”）的分類和標記、要求、試驗方法、檢測規則、標志、包裝、運輸和儲存。本標準適用于P溝道IGBT功率器件用4H碳化硅外延片。產

6、品主要用于制作IGBT功率半導體及電力電子器件。2規范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是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/T 6379.2測量方法與結果的準確度(正確度與精密度)第2部分：確定標準測量方法重復性與再現性的基本方法GB/T 14264半導體材料術語GB/T 29332-2012半導體器件分立器件第9部分：絕緣柵雙極晶體管（IGBT）CASA 004.1 4H碳化硅（4H-SiC）襯底及外延層缺陷術語3術語和定義GB/T 14264、GB/T 29332、CASA004.1界定

7、的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1絕緣柵雙極晶體管 insulated-gate bipolar transisitor;IGBT具有導電溝道和PN結，且流過溝道和結的電流由施加在柵極端和發射極端之間的電壓產生的電場控制的晶體管。注：施加集電極-發射極電壓時，PN結為正向偏置。GB/T 29332-2012，定義 3.2.13.2P溝道 IGBT P-channel IGBT具有一個或多個 P型導電溝道的 IGBT。GB/T 29332-2012，定義 3.2.33.34H碳化硅 4H-SiC由Si原子層和C原子層構成的基本 Si-C雙原子層作為基本結構層，以 “ABCBABCB”序列進

8、行周期性堆放的碳化硅（SiC）晶體。其中數字4表示一個周期內Si-C雙原子層數，“H”代表六角晶型。1T/CASAS 003-20183.4耗盡區寬度 depletion width在pn結和肖特基結中，起勢壘作用的空間電荷區的線性寬度。該寬度可隨外加電壓的增減而發生變化。3.5勢壘電容 barrier capacitance在 pn結和肖特基結中，隨外加電壓的增減，勢壘區構成的空間電荷數量變化所等效的電容。4分類和標記4.1產品分類產品按直徑尺寸分為：a）100.0 mm（4英寸）；b）150.0 mm（6英寸）。產品按質量等級分為：a）工業級（簡稱 P級）；b）研究級（簡稱 R級）。產品按

9、外延膜厚度（T）分為：a）型（50 mT100 m）；b）型（T100 m）。4.2標記產品牌號表示如下：XXX-XX外延層數代號：1-1層；2-2層；3-3層外延片厚度代號：-型；-型拋光面代碼：S-Si面；C-C面晶向角度代號：4-4偏角；8-8偏角直徑代號：4-4英寸（100mm）；6-6英寸（150mm）等級代碼：P-工業級；R-研究級導電類型代碼：n-n型；p-p型；s-半絕緣型晶型代號：4-4H；6-6H注：“”表示字母；“”表示數字。晶型代號：由一位阿拉伯數字表示，具體為：44H；66H。導電類型代碼，由一位小寫英文字母表示，具體為：nn型；pp型；s半絕緣型。等級代碼：由一位大

10、寫英文字母表示，具體為：P工業級；R研究級。直徑代號：由一位阿拉伯數字表示，具體為：4100mm（4英寸）；6150mm（6英寸）。晶向角度代號：由一位阿拉伯數字表示，具體為：44偏角；88偏角。拋光面代碼：由一位大寫英文字母表示，具體為：SSi面；CC面。外延片厚度代號：由一位羅馬字母，具體為：型（50mT100m）；型（T100m）。外延層數代號：由一位阿拉伯數字表示，具體為：11層；22層；33層。示例：2T/CASAS 003-2018以東莞市天域半導體科技有限公司生產的晶型為4H，導電類型為p型，等級為工業級，直徑為150.0mm（6英寸），晶向角度為4偏角，拋光面為Si面，外延片厚

11、度為型SiC外延，外延層數為1層的外延片為例，其牌號為：4pP64S-1牌號中各要素的含義如下：4晶型代號（4H）；p導電類型代碼（p型）；P等級代碼（工業級）；6直徑代號（150.0 mm）；4晶向角度代號（4偏角）；S拋光面代碼（Si面）；I外延片厚度代號（型）；1外延層數代號（1層）。5要求5.15.2襯底襯底為偏向方向4偏角的n型（0001）硅面4H-SiC晶片。表面缺陷表面缺陷應符合表1、表2的規定。表1型（50mT100m）外延片表面缺陷最大允許限度最大允許限度（5mm5mmdieyield）項目P級R級胡蘿卜型缺陷彗星缺陷三角缺陷掉落物70%70%邊緣去除3 mm（100 mm、

12、150 mm）表2型（T100m）外延片表面缺陷最大允許限度最大允許限度（5mm5mmdieyield）項目P級R級胡蘿卜型缺陷彗星缺陷三角缺陷掉落物60%60%邊緣去除3 mm（100 mm、150 mm）5.3表面粗糙度型和型兩種不同厚度的P溝道IGBT器件用4H-SiC外延片的表面粗糙度均應小于1.0nm。3T/CASAS 003-20185.4外延層片內厚度均勻性外延層片內厚度均勻性應符合表3和表4的規定。表3100.0 mm外延片厚度均勻性限度要求序號外延層厚度（T）P級5%5%R級12型（50 mT100 m）型（T100 m）10%10%表4150.0 mm外延片厚度均勻性限度要

13、求序號外延層厚度（T）P級R級12型（50 mT100 m）型（T100 m）10%10%15%15%5.5摻雜濃度均勻性摻雜濃度均勻性應符合表5、表6的規定。表5100.0 mm（4英寸）外延片摻雜濃度均勻性限度要求序號外延層厚度（T）P級R級12型（50 mT100 m）型（T100 m）15.0%15.0%20.0%20.0%表6150.0 mm（6英寸）外延片摻雜濃度均勻性限度要求序號外延層厚度（T）P級R級12型（50 mT100 m）型（T100 m）20.0%20.0%25.0%25.0%6試驗方法6.1試驗條件若無其它規定，產品試驗應在潔凈室內進行：a)環境溫度：235；b)相

14、對濕度：小于 80%；c)大氣壓：86 kPa106 kPa。6.2襯底檢測按照襯底供應商襯底信息對襯底進行核實或檢驗。4T/CASAS 003-20186.36.46.5表面缺陷檢測表面缺陷檢測方法見附錄A。表面粗糙度檢測表面粗糙度檢測方法見附錄B。外延層厚度均勻性檢測外延層厚度的檢測按附錄C進行。對于直徑為100.0 mm（4英寸）規格的外延層厚度，“9點”檢測位置見圖1，位置坐標見表7。對于直徑為150.0 mm（6英寸）規格的外延片，“13點”檢測位置見圖2，位置坐標見表8。y1(0,47.0) 次2(0,23.5) 平邊6(-45.0,0) 7(-23.5,0)3(0,0) 8(23

15、.5,0) 9(47.0,0) x 4(0,-23.5) 5(0,-44.0) 主平邊圖1100.0 mm（4英寸）外延片外延層厚度均勻性“9點”檢測位置y1(0,69.0) 2(0,46.0) 3(0,23.0) 8(-66.0,0) 9(-46.0,0) 10(-23.0,0) 4(0,0) 11(23.0,0)12(46.0,0)13(69.0,0)x 5(0,-23.0) 6(0,-46.0) 7(0,-65.0) 主平邊圖2150.0 mm（6英寸）外延片外延層厚度均勻性“13點”檢測位置5T/CASAS 003-2018表7外延層厚度均勻性“9點”檢測位置單位為毫米編號4英寸測試點

16、坐標(0,47.0)123456789(0,23.5)(0,0)(0,-23.5)(0,-44.0)(-45.0,0)(-23.5,0)(23.5,0)(47.0,0)表8外延層厚度均勻性“13點”檢測位置單位為毫米編號16英寸測試點坐標(0,69.0)2(0,46.0)3(0,23.0)4(0,0)5(0,-23.0)(0,-46.0)(0,-65.0)(-66.0,0)(-46.0,0)(-23.0,0)(23.0,0)678910111213(46.0,0)(69.0,0)對于100.0 mm（4英寸）外延片，在圖3所示的十字交叉位置上取九個點，分別進行厚度測試，厚度均勻性按公式（1）計

17、算：9(xi m)2i1(1)8mU% 100%式中：xi每個檢測位置點的厚度值；m厚度平均值。厚度平均值（m）按公式（2）計算：9xi(2)m i196T/CASAS 003-2018對于150.0 mm（6英寸）外延片，在圖4所示的十字交叉位置上取十三個點，分別進行厚度測試，厚度均勻性按公式（3）計算：13（xi m)2i1(3)12mU% 100%式中：xi每個檢測位置點的厚度值；m厚度平均值。厚度平均值（m）按公式（4）計算：13xi(4)m i1136.6摻雜濃度均勻性檢測外延層摻雜濃度的檢測按附錄D進行。摻雜均勻性的檢測按圖1的“9點”和圖2的“13點”法進行。對于直徑為100.0

18、 mm（4英寸）的外延片，“9點”檢測的具體位置示于表7。對于直徑為150.0 mm（6英寸）規格的外延片，“13點”檢測的具體位置示于表8。注：對于4英寸外延片，主平邊和次平邊位置多去除3 mm、2 mm；對于6英寸外延片，主平邊位置多去除4 mm。對于100.0 mm（4英寸）外延片，在圖1所示的十字交叉位置上取九個點，分別進行摻雜濃度測試，摻雜濃度均勻性按公式（5）計算：9(yi M )2i1(5)8MU% 100%式中：yi每個檢測位置點的摻雜濃度值；M摻雜濃度平均值。摻雜濃度平均值（M）按公式（6）計算：7T/CASAS 003-20189yi(6)M i19對于150.0 mm（6

19、英寸）外延片，在圖2所示的十字交叉位置上取十三個點，分別進行摻雜濃度測試，摻雜濃度均勻性按公式（7）計算：13(yi M)2i1(7)12MU% 100%式中：yi每個檢測位置點的摻雜濃度值；M摻雜濃度平均值。摻雜濃度平均值（M）按公式（8）計算：13yi(8)M i1137檢驗規則7.17.2檢驗分類產品檢驗分為交付檢驗和鑒定檢驗。交付檢驗產品建議由供方技術質量監督部門進行檢驗，保證產品質量符合本標準（或訂貨合同）的規定，并填寫產品質量證明書。對外延生長的每片外延片，進行外延層厚度、摻雜濃度、表面粗糙度和表面缺陷密度參數檢測。檢測規則及合格判據見表 9。表9交付檢驗序號要求項目試驗方法6.2

20、檢驗規則允許不合格數每片外延片進行檢測1234表面缺陷表面粗糙度5.25.35.45.50000每片外延片進行檢測6.3外延層厚度及均勻性每片外延片進行檢測6.4每片外延片進行檢測摻雜濃度及均勻性6.58T/CASAS 003-2018若表 9中存在檢驗不合格項，由供需雙方協商確定。如果產品因不合格而被拒收，生產方應將該產品取回進行分析；若產品不合格是因為外延片的電學參數、厚度、表面粗糙度等達不到合格標準或者合同的要求，則該產品應由生產方重新提供合格的產品。需方可對收到的產品按本標準進行檢驗。若發現產品質量不符合本標準或合同要求時，應在收到產品之日起 3個月內向供方提出，由供需雙方協商解決。7

21、.3鑒定檢驗在下列情況之一，應做鑒定檢驗：a)新產品鑒定時；b)產品結構、工藝、材料發生變化影響質量時；c)正常生產產品每六個月至少一次；d)停產半年以上又恢復生產時；e)產品質量發生異常情況時；f)質量監督部門要求檢驗時。鑒定檢驗項目為本標準第 5章規定的全部項目。鑒定檢驗的樣品應從交付檢驗合格的產品中隨機抽取六片，分為三組。取一組外延片進行鑒定檢驗，檢驗中發現一項不合格則將另外兩組進行復查，如仍然出現一項不合格，則該次鑒定檢驗判定為不合格。8標志、包裝、運輸和儲存8.1標志包裝盒上應有下列標志：a)產品名稱；b)晶型、導電類型、角度；c)晶片編號。包裝箱上應有下列標志：a)產品名稱、型號、

22、數量、發貨日期；b)需方名稱、地址；c)生產方名稱、地址、電話；d)防撞、防摔、防腐蝕標志；e)產品標準號。產品質量保證書的內容包括：a)合同定單號、質量保證書編號；b)晶片編號；c)晶片類型、導電類型；d)晶片加工類型、表面粗糙度；9T/CASAS 003-2018e)晶向角度、晶片直徑尺寸、晶片厚度、晶片主/副定位邊晶向及長度；f)外延層厚度及均勻性、摻雜濃度及均勻性、表面粗糙度；g)檢驗員蓋章；h)出廠日期。8.2包裝在百級潔凈室內，經過清洗干凈的外延片放在特制的聚乙烯滿足百級凈化條件的包裝盒里，用塑料袋充氮氣密封，然后連同質量保證書一起裝入“物流盒”，再將“物流盒”放入包裝箱內，周圍用

23、塑料泡沫填充，防止移動或相互擠壓。最后用膠帶封好。8.38.4運輸產品在運輸過程中應防止擠壓、碰撞并采取防震、防潮等措施。儲存產品應存放在潔凈、干燥、無化學腐蝕的環境中。10T/CASAS 003-2018附錄A（資料性附錄）表面缺陷檢測方法A.1目的本方法用于P溝道IGBT器件用4H碳化硅（4H-SiC）外延片表面缺陷的測試。A.2檢測方法概述A.2.1方法原理采用光學成像方法，快速獲取包括 4英寸和6英寸在內的整個外延片樣品表面的形貌圖像，通過對形貌圖像數據的分析，得到樣品表面上的缺陷信息，其中包括缺陷的形狀、尺寸、高度等。A.2.2表征參數的選擇按照圖1和圖2所示的虛線區域對表面缺陷進行

24、統計，表面缺陷密度用虛線區域內觀察到的缺陷數除以該區域面積來表征。對于尺寸為100.0 mm（4英寸）和150.0 mm（6英寸）的外延片，邊界去除寬度為3 mm（EE=3 mm）。其中，4英寸外延片的計算面積為69.4 cm，6英寸外延片的計算面積為162.82cm。2圖 A.1 100.0mm（4英寸）外延片表面缺陷密度的計算面積示意圖圖 A.2 150.0mm（6英寸）外延片表面缺陷密度的計算面積示意圖11T/CASAS 003-2018A.3一般性要求A.3.1儀器設備使用具有4英寸和/或6英寸整片掃描功能的商用光學表面缺陷檢測分析系統。A.3.2環境要求環境要求如下：a)b)c)環境

25、溫度：1825；相對濕度：不大于 60%；儀器安裝場地及附近無強震動源、強聲源。A.3.3試樣要求測試樣品應為完整的4英寸和/或6英寸外延片，表面潔凈無污染。A.3.4測試報告報告應包括以下內容：a)d)e)f)樣品的來源、規格及編號；所用測試系統編號；測試單位及測試操作人印章或簽字；被測試樣品的測試點及測試數據；g)檢測時間。12T/CASAS 003-2018附錄B（資料性附錄）表面粗糙度檢測方法B.1目的本方法用于P溝IGBT器件用4H碳化硅（4H-SiC）外延片表面粗糙度的測試。B.2檢測方法概述B.2.1方法原理使用原子力顯微鏡測量樣品表面的粗糙度，樣品放置在掃描器上方，掃描器中的壓

26、電陶瓷管在外加電壓的作用下，可以在X、Y和Z方向上獨立運動。其原理圖如下圖A.1所示。探針長2 m，直徑小于10 nm，安裝在一個長度為100200m的微懸臂的一端。激光器發射出的激光照射在靠近探針的背面微懸臂上，經微懸臂反射后，激光光斑落在位置傳感器上。探針和樣品表面之間的力導致微懸臂的彎曲或偏轉。當探針在樣品表面上掃描時，位置傳感器將測量微懸臂的偏轉隨探針位置的變化情況，這樣可以用計算機獲得一個樣品表面形貌的圖像。圖B.1B.2.2表征參數的選擇原子力顯微鏡測量樣品表面粗糙度的原理圖B.2.2.1表面粗糙度的幾何平均值Ra按公式（B.1）計算：13T/CASAS 003-201811 M

27、IN01Z(X k,YI ) Ra (B.1)MNk0式中：M X方向上掃描點的數量；N Y方向上掃描點的數量；Z 某個掃描點的高度；掃描點的平均高度。掃描點的平均高度（），按公式（B.2）計算。1M 1 IN01 Z(X k,YI ) (B.2)MNk0B.2.2.2表面粗糙度的算術平方根Rq按公式（B.3）計算。1M N1 1 I0Z(X K ,YI ) 2R q (B.3)MNK0B.3一般性要求B.3.1儀器設備使用原子力顯微鏡或其它同等檢測精度的表面檢測儀器。儀器測量精度不大于 0.1 nm。B.3.2環境要求環境要求如下：a)環境溫度：1825；b)相對濕度：不大于 60%；c)儀

28、器安裝場地及附近無強震動源、強聲源，且顯微鏡探頭安裝減震。B.3.3試樣要求測試樣品應為厚度均勻的外延片，表面潔凈無污染。B.4測試步驟B.4.1檢測準備與掃描參數設定a)b)c)將對應模式的探針裝入 AFM探針架中，并將探針插入探頭內；打開電腦，打開控制機箱電源，進入專用檢測軟件；設定的參數：掃描范圍（按客戶要求），X偏移（最小值為 0，最大值為 90 m），Y偏移（最小值為 0，最大值為 90 m）；14T/CASAS 003-2018d)根據實際情況，調節積分增益，比例增益，參考增益，選擇適當的掃描頻率。B.4.2激光位置的調節將樣品放置在樣品架上。選擇與探針相同的掃描模式，并打開激光；

29、調節激光器位置，使激光落在靠近探針的背面微懸臂上；調整放射鏡的角度，使反射光斑落在位置傳感器的中央。B.4.3樣品掃描單擊“進針”按鈕，進行表面掃描；掃描結束后，退針，取出樣品。B.4.4圖形的處理和輸出a)選擇適當處理，使圖像達到最清晰的效果；掃描圖像自動保存在緩沖區，可從緩沖區將結果保存至目標文件夾；b)測試結束后，關閉軟件，關掉控制機箱電源，關閉電腦。B.5測試報告報告應包括以下內容：a)樣品的來源、規格及編號；b)所用測試系統編號及選用參數；c)測試單位及測試操作人印章或簽字；d)被測試樣品的測試點及測試數據；e)檢測時間。15T/CASAS 003-2018附錄C（資料性附錄）外延層

30、厚度檢測方法C.1目的本方法用于P溝IGBT器件用4H碳化硅（4H-SiC）外延片外延層厚度的測試。C.2原理襯底與外延層摻雜濃度的不同導致兩者具有不同的折射率，因此試樣的反射光譜會出現含有外延層厚度信息的連續干涉條紋。根據反射譜中干涉條紋的極值峰位，試樣的光學常數以及入射角可以計算出相應的外延層厚度。由于附加相移影響主要在小數點后第三位的厚度數值（0.001 m），故假設附加相移為零。干涉條紋極值級數按公式（C.1）計算：m1Pi 1 i 0.5(C.1)式中：1選定的第一個極值處的波長，設為參考波長，單位為納米（nm）；i第i個極值處的波長且滿足1i，單位為納米（nm）；Pi第i個極值所對

31、應的級數；m1和i的級數差。第i個極值所對應的外延層厚度公式（C.2）計算：0.001iTi (Pi 0.5)(C.2)2 (n1 sin )2 2式中：Ti第i個極值所對應的外延層厚度，單位為微米（m）；n14H碳化硅外延層的折射率（n1=2.55）；入射光的入射角，單位為度（）。C.3干擾因素外延層結晶質量不高、表面粗糙度大等因素可導致反射率降低或干涉條紋消失，從而影響測試結果的準確性。掩模孔材料、孔徑大小以及探測器探測到的雜散光可影響測試結果。靜電、噪音、振動及溫、濕度穩定性等測試環境可影響測試結果。C.4試樣要求試樣表面應是鏡面光滑，無大面積晶格不完整或缺陷，除自然氧化層外不應有鈍化層

32、。測量前試祥若需要進行清潔處理，此處理方法不應影響到試樣外延層厚度。16T/CASAS 003-2018C.5測量儀器及環境C.5.1紅外光譜儀本方法選用雙光束紅外分光光度計或傅里葉變換紅外光譜儀。波長范圍（1 0002 700）nm，本方法常用波長范圍為（1 5002 700）nm。波長重復性優于0.05 nm。波長準確度優于0.1 nm。C.5.2儀器附件a)b)和儀器相匹配的反射附件，入射角不大于 30。掩模由非反射材料制成，透光孔徑不大于 8 mm。C.6測量步驟C.6.1儀器校準用厚度為（300500）m的聚苯乙烯膜做標樣，以標樣的1601.6 cm或648.9 cm峰為-1 -1測

33、量參考峰，按GB/T 6379.2的規定進行測試，其波長重復性和準確度應滿足C.5.1的要求。將反射附件置于光路中，測量100%線，其峰谷值應小于8%。C.6.2選擇測量條件所有容許的掃描速度相對最慢掃描速度所對應的極值位置應不超過士 1 nm的極小值位移變化。對傅里葉變換紅外光譜儀所使用的分辨率應不低于4 cm。-1峰值振幅與噪音振幅比大于5。C.6.3測量放置試祥，使目標測量位置對準光束。根據所測譜圖，確定極值的波數。按公式（C.3）進行極值的波數與波長的相互轉換：i 10000000i(C.3)式中：i第i個極值波長，單位為納米（nm）；vi第i個極值波數，單位為每厘米（cm）。-1按公

34、式（C.1）計算得到的極值的級數，并對所得級數進行舍入處理，極大值取整數，極小值取半整數。計算出一個級數后，按波長遞增、級數遞減的順序求得其余的極值級數。按公式（C.2）計算各個級數下的外延層的厚度，并計算厚度平均值。17T/CASAS 003-2018C.6.4測量精度與偏差根據多個實驗室的結果，對于厚度大于2 m的4H-SiC外延層，本測量方法的測量精度為0.018T0.25 m。T為外延層的平均厚度，單位為微米（m）。C.7檢測報告報告應包括以下內容：a)b)c)d)e)樣品的來源、規格及編號；所用測試系統編號及選用參數；測試單位及測試操作人印章或簽字；平均厚度數據；檢測時間。18T/C

35、ASAS 003-2018附錄D（資料性附錄）外延層摻雜濃度檢測方法D.1目的本方法用于P溝IGBT器件用4H碳化硅（4H-SiC）外延片外外延層摻雜濃度的測試。D.2方法原理汞探針與外延片表面相接觸，形成肖特基勢壘。在汞電極與外延片之間加一反向偏壓，結的勢壘寬度將隨外加偏壓的增加而向外延層中擴展。結的勢壘電容及其電壓的變化率與勢壘擴展寬度及其相應的載流子濃度按公式（D.1）和公式（D.2）：C31N(x) 0eA dC 2 (D.1) dV 式中：x勢壘寬度，單位為微米（m）；N(x)摻雜濃度，單位為cmC勢壘電容，單位為法（F）；e電子電荷，數值為1.60210-3；-19，單位為庫侖（C

36、）；4H-SiC的相對介電常數，其值為9.7；0真空介電常數，其值為8.85910，單位為法每厘米（F/cm）；A汞電極面積，單位為平方厘米（cm-142）。x 10000 0 A/C(D.2)只要測得C，dC/dV和A，便可由式（D.1）和式（D.2）計算得到勢壘寬度x處的N(x)。D.3干擾因素外延片表面上的缺陷、汞的沾污、Hg探針的沾污或損傷等會造成測試誤差和測試不良。C-V汞探針測量中的肖特基接觸不良，常表現為漏電流大，也會產生較大的測試誤差。確定補償電容的標準片在電壓應用范圍內的濃度一致性不好，會導致補償電容的的錯誤，進而影響測試濃度的準確性。每次測量時汞接觸面積的不穩定，會影響測試

37、結果的可重復性，這種情況在剛剛更換完汞后比較常見。襯底摻雜濃度過低，會導致測試時串聯電阻過大，影響測得電容的準確性。D.4測量儀器及環境D.4.1電容測量儀19T/CASAS 003-2018a)b)c)驅動頻率：100（10.01%）kHz和1（10.01%）MHz。驅動電壓Vrms：15 mV。電容量程：1 MHz下量程為（02 000）pF，0.1 MHz下量程為（020 000）pF，測試值與標準值偏差應不大于0.5%。d)電導量程：（02 000）S，測試值與標準值偏差應不大于0.5%。D.4.2直流電壓源a)b)直流偏壓：-250 V250 V，連續可變，測試值與標準值偏差應不大于

38、0.1%。變化速率：（050）V/s，連續可變。D.4.3測量環境溫度（1825），溫度波動小于2，相對濕度不大于65%。D.5樣品要求與歐姆接觸的制備D.5.1樣品要求a)b)c)襯底和外延層的導電類型及外延層的厚度是已知的。襯底與外延層具有相同的導電類型。襯底為導電襯底。D.5.2歐姆接觸的制備歐姆接觸可由金屬托盤與整個4H-SiC晶片背面通過真空吸力緊密接觸形成。D.6儀器校準D.6.1電容測量儀校準D.6.1.1標準電容儀校準選用電容值分別為10 pF，100 pF，1 000 pF，和10 000 pF的標準電容，在100 kHz下測量范圍為02 000pF，在1 MHz下測量范圍為020 000pF，其測試值與標準值偏差應小于0.1%。D.6.1.2標準封裝肖特基二極管校準選用標準封裝硅肖特基二極管，要求其串聯電阻小于50 ，總器件電阻在50100。所測得的相角應在8790，十次重復測量值的偏差應小于0.167%；所測得的載流子濃度應在10710 cm，十次重復測量值的偏差應小于0.167%。14 14 -3D.6.2