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埋層硅外延片

1范圍

本文件規定了埋層硅外延片的術語和定義、產品分類、技術要求、試驗方法、檢驗規則以及標志、

包裝、運輸、貯存、隨行文件等。

本文件適用于在埋層襯底上外延生長半導體硅單晶薄膜層獲得的晶片，即埋層硅外延片，其產品主

要被用于制作集成電路芯片或半導體硅器件。

2規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規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/T1550非本征半導體材料導電類型測試方法

GB/T1555半導體單晶晶向測定方法

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

GB/T6617硅片電阻率測定擴展電阻探針法

GB/T6624硅拋光片表面質量目測檢驗方法

GB/T12962硅單晶

GB/T12964硅單晶拋光片

GB/T13389摻硼摻磷硅單晶電阻率和摻雜濃度換算規程

GB/T14139硅外延片

GB/T14141硅外延層、擴散層和離子注入層薄層電阻的測定直排四探針法

GB/T14142硅外延層晶體完整性檢測方法腐蝕法

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測量方法

GB/T19921硅拋光片表面顆粒測試方法

GB/T24578硅片表面金屬沾污的全反射X光熒光光譜測試法

GB/T29507硅片平整度、厚度及總厚度變化測試自動非接觸掃描法

GB/T32280硅片翹曲度測試自動非接觸掃描法

GB/T35310200mm硅外延片

GB/T39145硅片表面金屬元素含量的測定電感耦合等離子體質譜法

YS/T28硅片包裝

3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。

1

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3.1埋層硅外延片（epionburiedlayer）

在埋層上外延生長半導體硅單晶薄膜層獲得的晶片。

4產品分類

4.1埋層硅外延片按導電類型分為N型和P型。N型外延層摻雜元素為磷或砷，P型外延層摻雜元素

為硼。

4.2埋層硅外延片按按直徑尺寸分為76.2mm、100mm、125mm、150mm、200mm。

4.3埋層硅外延片按晶向分為〈111〉、〈100〉、<110>等。

5技術要求

5.1襯底材料

埋層片襯底材料的質量要求應符合表1的規定，其他各項參數應符合GB/T12964、GB/T12964、GB/T

35310的規定。埋層電路片的質量由供方保證。

表1埋層片襯底質量要求

導氧化層去除情宏觀表背面質量微觀表面圖形質量

電摻雜元電阻率，況

類素Ω·cm

型

P，As，日光燈下檢驗聚光燈下檢驗要求表顯微鏡下檢驗要求無

N≤20

Sb要求氧化層完面激光標號清晰,表劃傷、無色差、圖形

全去除，無黑面/背面無劃傷、大亮清晰，無顯著缺陷（光

點、黑斑等氧點等缺陷，背面無反刻錯誤、滑移線、層

化層殘留痕跡應圈；錯、位錯等微觀缺陷）

PB≤100

無（尖峰、缺角、裂

紋、霧、針孔）；

邊緣劃傷≤3mm

5.2外延層

5.2.1圖形規格參數

埋層硅外延片的圖形漂移率和圖形畸變率應符合表2的規定。

表2圖形漂移率和圖形畸變率

項目要求

圖形漂移率0.9±0.1

2

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圖形畸變率≤1.5

5.2.1.1圖形漂移率Δ1如圖1所示，按式（1）計算：

Δ1=d/t……（1）

式中：

Δ1——圖形漂移率

d——外延層上圖形寬度與襯底上圖形寬度的偏離，單位為μm；

t——外延層厚度，單位為μm。

5.2.1.2圖形畸變率Δ2如圖2所示，按式（2）計算：

Δ2=(a-b)/t……（2）

式中：

Δ2——圖形畸變率

a——外延層上的圖形寬度，單位為μm；

b——襯底上的圖形寬度，單位為μm；

t——外延層厚度，單位為μm。

5.2.2電阻率及其徑向變化

埋層硅外延片的外延層電阻率及其徑向電阻率變化應符合表3的規定。

表3外延層電阻率及徑向電阻率變化

3

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電阻率

標稱電阻率允許偏差徑向電阻率變化RV

Ω·cm

0.01～100±5％≤5％

>100±15％≤15％

5.2.3厚度及其徑向變化

埋層硅外延片的外延層厚度及徑向變化應符合表4的規定。

表4外延層標稱厚度及徑向厚度變化

厚度

標稱厚度允許偏差徑向厚度變化TV

μm

1～50±5%≤5%

5.2.4縱向電阻率分布及過渡區寬度

5.2.4.1埋層硅外延片的外延層縱向電阻率分布由供需雙方協商確定。

5.2.4.2埋層硅外延片的外延層過渡區寬度應小于外延層厚度的15%，或由供需雙方協商確定。

5.2.5晶體完整性

埋層硅外延片外延層的位錯密度和層錯密度均應不大于10個/cm2。

5.2.6幾何參數

埋層硅外延片的幾何參數應符合表5的規定。

表5幾何參數

項目要求

總厚度變化TTV，μm≤10

總平整度TIR，μm≤5

局部平整度STIR，μm≤2(20×20)

彎曲度Bow，μm±55

翹曲度Warp，μm≤60

5.2.7表面金屬

埋層硅外延片的外延層表面金屬應符合表6的規定。

表6表面金屬

項目要求，atoms/cm2

10

重金屬包含不限于（鐵、鎳、銅、鋅、鉻等）≤3×10

4

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10

輕金屬包含不限于（鈉、鎂、鋁、鉀、鈣等）≤5×10

5.2.8表面質量

5.2.8.1正面質量

埋層硅外延片的正面質量應符合表7的規定。

表7正面質量

序號缺陷名稱缺陷限度

1滑移線≤5條，總長≤1/2直徑

≥0.5μm無

2顆粒（局部光散射體，LLSs）≥0.3μm≤20個/片

≥0.2μm≤30個/片

3凹坑無

4冠狀邊緣突起應不大于15%t

5劃痕<50mm

6橘皮、波紋、裂紋、鴉爪無

7霧無

8崩邊無

9沾污無

5.2.8.2背面質量

埋層硅外延片的背面應無沾污，無突起物、無劃傷、無破損。

5.2.9邊緣

埋層硅外延片的正背面邊緣應光滑、無破損。

5.2.10其他

需方如對埋層硅外延片有其他要求時，由供需雙方協商并在訂貨單中注明。

6試驗方法

6.1外延片的導電類型檢驗按GB/T1550的規定進行。

6.2外延片的晶向檢驗按GB/T1555的規定進行。

6.3電阻率和摻雜濃度換算按GB/T13389的規定進行。

6.4外延片的圖形漂移率和圖形畸變率采用臺階儀測試。

6.5外延層電阻率測試按GB/T14141或GB/T14146的規定進行，或按供需雙方商定的方法進行。徑

向電阻率變化按式（3）計算。

RVMaxMin100%……（3）

MaxMin

5

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式中：

ρMax、ρMin-----分別是指中心點以及在平行于與垂直于主參考面的兩條直徑上距周邊6mm±1mm位置處

5點位置處電阻率測量值的最大值和最小值，或中心點以及在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點位置處電阻率測量值的最大值和最小值。

徑向電阻率變化的測試方案（如取點方法、計算公式等）也可由供需雙方商定并在合同中注明。

6.6外延層厚度的檢驗按GB/T14847的規定進行，或按供需雙方商定的方法進行。徑向厚度變化按式

（4）計算。

TT

TVMaxMin100%……（4）

TMaxTMin

式中：

TMax、TMin——分別是指中心點以及在平行于與垂直于主參考面的兩條直徑上距周邊6mm±1mm位置處

5點位置處的厚度測量值的最大值和最小值，或中心點以及在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點位置處厚度測量值的最大值和最小值。

徑向厚度變化的測試方案（如取點方法、計算公式等）也可由供需雙方商定并在合同中注明。

6.7外延層縱向電阻率分布與外延層過渡區寬度的檢驗按GB/T6617的規定進行，或按供需雙方商定

的方法進行。

過渡區寬度按式（5）計算：

W=W1-W2…………………（5）

式中：

W——外延層的過渡區寬度，單位為微米（μm）；

W1——過渡區開始時的厚度，即襯底的載流子濃度平均值的90%對應的外延層厚度，單位為微米（μ

m）；

W2——過渡區結束時的厚度，即外延層的平坦區載流子濃度平均值的110%對應的外延層厚度，單位

為微米（μm）。

6.8外延層晶體完整性（位錯密度、層錯密度）的檢測按GB/T14142的規定進行

6.9外延片總厚度變化、總平整度、局部平整度檢驗按GB/T29507的規定進行。

6.10外延片彎曲度、翹曲度檢驗按GB/T32280的規定進行。

6.11外延片表面金屬雜質沾污檢驗按GB/T39145或GB/T24578進行測試。

6.12外延片正面質量（除顆粒外）、背面質量、邊緣檢驗按GB/T6624的規定進行，或按供需雙方商

定的辦法進行

6.13外延片表面顆粒檢驗按GB/T19921的規定進行。

7檢驗規則

7.1檢查與驗收

7.1.1每批產品應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規定，并填寫產品質

量證明書。

7.1.2需方可對收到的產品進行檢驗。若檢驗結果與本文件規定不符時，應在收到產品之日起三個月

內向供方提出，由供需雙方協商解決。

7.2組批

6

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產品應成批提交驗收，每批應由供需雙方一致確認的相同技術指標的外延片組成。

7.3檢驗項目

7.3.1每批埋層硅外延片應對導電類型、晶向、電阻率、徑向電阻率變化、厚度、徑向厚度變化、晶

體完整性、幾何參數、表面金屬、正面質量、表面顆粒、背面質量、邊緣進行檢驗。

7.3.2埋層硅外延片的縱向電阻率分布及過渡區寬度的檢驗由供需雙方協商。

7.4取樣

7.4.1埋層硅外延片非破壞性測量的檢測取樣按GB/T2828.1一般檢查水平Ⅱ，正常檢查一次抽樣方

案進行，破壞性測量的項目檢測取樣按GB/T2828.1特殊檢查水平S-2，正常檢查一次抽樣方案進行，

上述檢驗項目的抽樣方案也可由供需雙方協商確定的抽樣方案進行。

7.4.2埋層硅外延片縱向電阻率分布及過渡區寬度的取樣由供需雙方協商確定。

7.5檢驗結果的判定

7.5.1導電類型、晶向檢驗若有一片不合格，則該批產品為不合格。

7.5.2外延片縱向電阻率分布及過渡區寬度檢驗結果的判定由供需雙方協商確定。

7.5.3其他檢驗項目的合格質量水平（AQL）應符合表8的規定。

表8

序號檢驗項目合格質量水平AQL

1圖形漂移率1.0

2圖形畸變率1.0

3外延層電阻率1.0

4外延層徑向電阻率變化1.0

5外延層厚度1.0

6外延層徑向厚度變化1.0

7外延層位錯密度1.0

晶體完整性

8外延層層錯密度1.0

總厚度變化1.0

總平整度1.0

局部平整度1.0

9幾何參數

彎曲度1.0

翹曲度1.0

累計2.5

10表面金屬1.0

滑移線1.0

11正面質量

顆粒（局部光散射體）1.0

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凹坑1.0

冠狀邊緣1.0

劃痕1.0

桔皮、波紋、裂紋、鴉爪1.0

霧1.0

崩邊1.0

沾污1.0

累計2.5

12