DLICSFORMTEXT29.045FORMTEXTH83DL/TFORMTEXTXXXXX—FORMTEXTXXXX電力系統高壓功率器件用碳化硅外延片使用條件Siliconcarbideepitaxialwaferacceptancespecificationforhighvoltagepowerdevicesatthegridsystem（征求意見稿）FORMTEXT?????FORMDROPDOWNFORMTEXT?????FORMTEXTXXXX-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX實施FORMTEXTXX-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX發布國家能源局發布DL/TXXXXX—XXXXPAGEPAGE4PAGEPAGEIIDL/TXXXXX—XXXXPAGEPAGEIDL/TXXXXX—XXXXPAGEPAGE12電力系統高壓功率器件用碳化硅外延片使用條件范圍本標準規定了電力系統高壓功率器件用碳化硅外延材料的各項技術指標。本標準適用于高電壓功率器件應用的碳化硅外延材料。本標準適用于直徑為Φ100mm和Φ150mm的碳化硅外延材料。規范性引用文件下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本標準。然而，鼓勵根據本標準達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。IEC63068-1Semiconductordevices-Non-destructiverecognitioncriteriaofdefectsinsiliconcarbidehomoepitaxialwaferforpowerdevices-Part1:ClassificationofdefectsIEC63068-2Semiconductordevices–Non-destructiverecognitioncriteriaofdefectsinsiliconcarbidehomoepitaxialwaferforpowerdevices-Part2:TestmethodfordefectsusingopticalinspectionGB/T14264半導體材料術語GB/T30656碳化硅單晶拋光片GB/T30866碳化硅單晶片直徑測試方法GB/T30868碳化硅單晶片微管密度的測定化學腐蝕法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術語和定義GB/T14264界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1掉落物downfall掉落物是一種小顆粒物，一般為從生長室內壁上掉落下來的3C-SiC顆粒，外延生長過程中被外延層所包裹，通常會以顆粒物所在位置為起點，誘發三角形缺陷。[IEC63068-1，定義4.2.12]3.2三角形triangle呈現三角形形狀，含有兩條及兩條以上的邊線，具有方向性，第三條邊與主參考邊幾近成90度。三角形頭部有時有一明顯的小三角形凹痕，內含3C-SiC晶型層。[IEC63068-1，定義4.2.11]3.2胡蘿卜carrot呈胡蘿卜形狀，長條形線狀缺陷，其中一端較粗。胡蘿卜缺陷具有方向性，方向沿水平方向，與主參考邊幾近平行。[IEC63068-1，定義4.2.10]3.4長三角形largetriangle呈三角形形狀，其中第三條邊一般較長，形成大鈍角。長三角型有方向性，第三條邊與主參考邊幾近垂直。[IEC63068-1，定義4.2.13]3.5臺階聚集stepbunching臺階具有方向性，沿豎直方向，與主參考邊幾近垂直。碳化硅外延生長過程中，表面原子級臺階容易發生聚集的現象，嚴重時會在表面形成細長型的三角形凸起，凸起的高度可達數微米。另外，在晶片劃傷處臺階聚集現象往往更加嚴重，形成細長型三角形的密集排列。[IEC63068-1，定義3.18]技術要求規格產品按直徑尺寸分為Φ100mm和Φ150mm。外延片晶向產品晶向為<0001>±0.5°，偏（<1120>±0.5°）方向4°。4.3導電類型產品按導電類型分為n型和p型。4.4襯底參數襯底的電阻率應符合表1的規定，襯底的晶向、幾何尺寸等參數應符合GB/T30656的規定。表1襯底參數晶型導電類型摻雜元素電阻率/ohm-cm直徑/mm翹曲度/um彎曲度/um微管密度/cm-24HnN0.012～0.02810040±25小于0.315040±404.5外延片厚度變化外延層厚度及其允許偏差應符合表2的規定，外延層厚度最大相對標準偏差（TV(t)）按公式（1）計算，外延TV(t)=式中：TV(t)—N—測試點數；直徑為100mm的外延片采取5點，分別指中心點以及子啊平行于和垂直于主參考面的兩條直徑上距周邊6mm±1mm的5點位置處；直徑為150mm的外延片采取9點，分別為中心點以及平行于和垂直于主參考面的兩條直徑上1/2半徑以及距周邊6mm±1mm的9點位置處。ti—第i點的外延層厚度，單位為微米（μm）t—外延層厚度的平均值。表2厚度允許偏差平均厚度(μm)允許偏差/%t≤50μm±550μm＜t≤100μm±4100μm＜t≤200μm±2.5表3厚度最大相對標準偏差平均厚度最大相對標準偏差/%t≤50μm350μm＜t≤100μm4100μm＜t≤200μm54.6外延片摻雜濃度4.6.1n型外延層摻雜元素為氮，p型外延層摻雜元素為鋁。4.6.2外延層中心摻雜濃度允許偏差應符合表4的規定。表4摻雜濃度允許偏差平均厚度平均摻雜濃度/cm-3允許偏差/%t≤50μm>1E15±1050μm＜t≤100μm1E141E15±15100μm＜t≤200μm1E145E14—4.6.3摻雜濃度最大相對標準偏差（CV(c)）按公式（

CV(c)=[i=1Nci式中：CV(c)—N—測試點數；直徑為100mm的外延片采取5點，分別指中心點以及子啊平行于和垂直于主參考面的兩條直徑上距周邊6mm±1mm的5點位置處；直徑為150mm的外延片采取9點，分別為中心點以及平行于和垂直于主參考面的兩條直徑上1/2半徑以及距周邊6mm±1mm的9點位置處。ci—第i點的外延層摻雜濃度，單位為每立方厘米（cm-3）c—外延層摻雜濃度的平均值。表5摻雜濃度最大相對標準偏差平均厚度平均摻雜濃度/cm-3直徑/mm最大相對標準偏差/%t≤50μm>1E1510081501050μm＜t≤100μm1E141E151001515015100μm＜t≤200μm1E145E14100—1504.7外延片缺陷4.7.1外延片基面位錯密度不大于10cm-2。4.7.2表面缺陷區域系指直徑100mm和150mm碳化硅外延片邊緣去除5mm環形區域的整個表面。4.7.3外延片表面缺陷密度，應符合表6的規定。表6表面缺陷限度序號缺陷名稱外延片直徑/mm缺陷限度1掉落物100、150≤0.5個/cm-22胡蘿卜100、1503三角形100、1504長三角形100、150總長度≤1個直徑5臺階聚集100、1506劃傷100、1504.8外延片表面粗糙度對不同厚度規格的要求如表7。表7表面粗糙度平均厚度表面粗糙度（10umX10um）Rat≤50μm<0.3nm50μm＜t≤100μm<0.5nm100μm＜t≤200μm<1nm4.9N型外延片的少子壽命對不同厚度規格的要求如表8。表8少子壽命平均厚度少子壽命t≤50μm>0.6us50μm＜t≤100μm>1.0us100μm＜t≤200μm>1.5us4.10外延片翹曲、彎曲度、總厚度變化對不同厚度規格的要求如表9表9翹曲度、彎曲度、總厚度變化平均厚度直徑/mm翹曲度/um彎曲度/um總厚度變化/umt≤50μm100<40<±40<10150<50<±50<1050μm＜t≤100μm100<50<±50<10150——————100μm＜t≤200μm100——————150——————4.11金屬污染對各種金屬離子濃度的要求如表10。表10金屬污染金屬元素含量atoms/cm2銅＜1E11鐵＜1E11鉻＜1E11鋅＜1E11鎳＜1E11鉀＜1E12鈉＜1E12鋁＜1E124.12如客戶對某些項目有特殊規定，由供需雙方協商決定。測試方法外延片的厚度測試按紅外反射方法進行，或按供需雙方商定的辦法進行。外延片的摻雜濃度按汞探針電容-電壓法進行，或按供需雙方商定的辦法進行。外延片的基面位錯測試按熒光光譜進行，或按供需雙方商定的辦法進行。外延片的表面缺陷測試按IEC63068-2規定進行。外延片的表面粗糙度測試按原子力顯微鏡方法進行，或按供需雙方商定的辦法進行。外延片的少子壽命測試按微波反射光電導衰減法進行，或按供需雙方商定的辦法進行。外延片的翹曲度、彎曲度、總厚度變化的測試按GB/T32278的規定進行。外延片的金屬污染測試按全反射X光熒光光譜測試方法進行，或按供需雙方商定的辦法進行。包裝、標志、運輸、儲存6.1包裝、標志6.1.1碳化硅外延片應在潔凈室內裝入專用的包裝盒包裝，外用潔凈的塑料袋充氮氣或真空封裝。每個片盒應貼有產品標簽，標簽內容至少應包括：產品名稱、規格、片數、批號等信息。或按供需雙方商定的其他方法包裝。6.1.2包裝箱內應有裝箱單，外側應有“小心輕放”、“防腐防潮”、“易碎”字樣或標記，并注明：a)需方名稱；b)產品名稱；c)產品數量；d)供方名稱。6.1.3每批次產品應附產品質量證明書，注明：a)供方名稱；b)產品名稱；c)產品批號；d)產品數量；e)電阻率測試方法；f)產品晶向；g)各項檢驗結果；h)本標準編號；i)出廠日期。6.2運輸、儲存6.2.1產品在運輸中應輕裝輕卸、勿擠勿壓、并有防震措施。6.2.2產品應儲存在潔凈干燥環境中。目??次TOC\o"1-1"\h\u目??次 I前言 II1范圍 32規范性引用文件 33術語和定義 34技術要求 45測試方法 76包裝、標志、運輸、儲存 8DL/TXXXXX—XXXXPAGEPAGEIDL/TXXXXX—XXXXPAGEPAGE12前言本標準規定了電力系統高壓功率器件用碳化硅外延產品的各項技術指標。請注意本標準的某些內容可能涉及專利。本標準的發布機構不承擔識別這些專利的責任。本標準由全球能源互聯網研究院有限公司提出并解釋。本標準由中國電力企業聯合會電力系統用電力電子器件標準化技術委員會（CEC/TC08）歸口。本標準起草單位：全球能源互聯網研究院有限公司、蕪湖啟迪半導體有限公司、中國電子科技集團公司第五十五研究所、東莞市天域半導體科技有限公司、瀚天天成電子科技(廈門)有限公司、國網經濟技術研究院有限公司。本標準主要起草人：鈕應喜、楊霏、李赟、孫國勝、馮淦、張新河、陳志霞、王翼、石巖、楊勇。本標準為首次發布。目??次TOC\o"1-1"\h\u目??次 I前言 II1范圍 32規范性引用文件 33術語和定義 34技術要求 45測試方法 76包裝、標志、運輸、儲存 8前言本標準規定了電力系統高壓功率器件用碳化硅外延產品的各項技術指標。請注意本標準的某些內容可能涉及專利。本標準的發布機構不承擔