硅外延片

硅外延片

国家标准 GB/T14139一2019 代替GB/T141392009 外 延 片 硅 silieoepitaxialwafers 2019-06-04发布 2020-05-01实施 国家市场监督管理总局 发布 币国国家标准化管理委员会国家标准
GB/14139一2019 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准代替GB/T141392009(硅外延片》 本标准与GB/T14139-2009相比,除编辑性修改外 主要技术变化如下: 修改了适用范围,将“本标准适用于在N型硅抛光片衬底上生长的n型外延层(N/Nt)和在p 型硅抛光片衬底上生长的P型外延层(P/P+)的同质硅外延片 产品主要用于制作硅半导体 器件 其他类型的硅外延片可参照适用 ”改为“本标准适用于在直径不大于150mm的N型 和P型硅抛光片衬底上生长的硅外延片”(见第1章,2009年版的第1章) 规范性引用文件中删除了GB/T12962.GB/T14145、Ys/T24,增加了GB/T1550、 GB/T1555、GB/T14844,GB/T19921,GB/T24578、Ys/T28,SEMM85(见第2章,2009 年版的第2章) -增加了“术语和定义”(见第3章). 将产品的牌号和分类单列一章,并修订了牌号表示方法和外延层的晶向(见第4章,2009年版 的3.1). 修订了外延片用衬底材料的要求(见5.1,2009年版的3.2). 增加了外延层的导电类型,晶向的要求,试验方法,检验规则等(见瓦.21,5.2.2.6.l.6.2,第" 章 外延层电阻率由中心电阻率修订为平均电阻率,并修订了电阻率,电阻率允许偏差及径向电阻 率变化的要求(见5,2.3,2009年版的3.3). 外延层厚度由中心厚度修订为平均厚度,并修订了厚度,厚度允许偏差及径向厚度变化的要求 见5.,2.4,2009年版的3.4) 增加了外延层纵向电阻率分布及过渡区宽度的要求,试验方法、检验规则等(见5.2.5,6.5、第7 章) 修改了外延层位错密度的要求,由“不大于500个/em”修订为“应不大于50em-2”(见5.2.6. 2009年版的3.5.1) -增加了表面金属的要求、试验方法及检验规则(见5.2.7,6.7、第7章) -删除了大点缺陷的要求(见2009年版的3.6.1) 删除了“表面缺陷区域系指直径不大于76.2mm的硅外延片去除边缘2mm环形区域,直径 100mm、125mm和150nmm硅外延片去除边缘3mm环形区域的整个表面”(见2009年版的 3.6.2) “表面点状缺陷包括符合GB/T14264的钉、粘附的颗粒、突起物、夹杂、小丘和棱锥 删除了“ 使用清洗技术能除去的颗粒不属于点状缺陷”(见2009年版的3.6.3) 删除了“崩边是指外延片边缘在径向的缺损深度大于0.3mm的损伤 最大崩边径向深度不 大于0.5mm,累计崩边最大周边长不大于2.5mm”(见2009年版的3.6.4). 删除了“雾的定义见GB/T14264”(见2009年版的3.6.5) 删除了“沾污包括色斑,手套印,尘埃,污迹和溶剂残留物"见2009年版的3.6.6). -增加了组批、检验项目的要求(见7.2、7.3). 修改了包装要求(见8.1.1,2009年版的6.1.1).
GB/T14139一2019 -增加了订货单(或合同)内容(见第9章) 本标准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 本标准起草单位;浙江金瑞泓科技股份有限公司、南京国盛电子有限公司、上海合晶硅材料有限公 司、有色金属技术经济研究院、有研半导体材料有限公司 本标准主要起草人:张海英、李慎重、蒋玉龙、骆红、胡金枝、卢立延、李素青 本标准所代替标准的历次版本发布情况为: GB/T141391993,GB/T14139一2009
GB/14139一2019 硅外延 片 范围 本标准规定了硅外延片的牌号和分类、要求,试验方法检验规则标志包装、运输、贮存质量证明 书和订货单(或合同)内容 本标准适用于在直径不大于150mm的N型和P型硅抛光片衬底上生长的硅外延片 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T1550非本征半导体材料导电类型测试方法 GB/T1555半导体单晶晶向测定方法 GB/T2828.1一2012计数抽样检验程序第1部分;按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样 计划 GB/T6617硅片电阻率测定扩展电阻探针法 GB/T6624硅抛光片表面质量目测检验方法 GB/T12964硅单晶抛光片 GB/T13389掺棚掺磷掺呻硅单晶电阻率与掺杂剂浓度换算规程 T GB 14141硅外延层、扩展层和离子注人层薄层电阻的测定直排四探针法 GB l4l42硅外延层晶体完整性检验方法腐蚀法 GB 14146硅外延层载流子浓度测定汞探针电容-电压法 14264半导体材料术语 GB/T14844半导体材料牌号表示方法 GB/T14847重掺杂衬底上轻掺杂硅外延层厚度的红外反射测量方法 GB/T19921硅抛光片表面颗粒测试方法 GB/T24578硅片表面金属沾污的全反射X光荧光光谱测试方法 Ys/T28硅片包装 SEMIM85硅片表面痕量金属沾污的测定指南电感耦合等离子体质谱法(Guideforthemeas urementoftracemetalcontaminationonsilieconwafersurfacebyinduetively copledplaesma masS Spectrometry 术语和定义 GB/T14264界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 外延层径向电阻率变化radialresistivityvariationofepitaxiallayer 外延片中心点与偏离中心点的某一点,或若干对称分布的设置点对应的外延层电阻率中的最大值 和最小值之差与之和的百分比
GB/T14139一2019 3.2 外延层径向厚度变化radialthickessvariationofepitasiallayer 外延片中心点与偏离中心点的某一点,或若干对称分布的设置点对应的外延层厚度中的最大值和 最小值之差与之和的百分比 3.3 外延层过渡区宽度 transitionzonewidthofepitaxiallayer 从衬底载流子浓度平均值的90%处对应的外延层厚度开始至外延层平坦区载流子浓度的110%处 对应的外延层厚度结束的载流子浓度分布宽度 牌号和分类 4.1牌号 硅外延片的牌号表示应符合GB/T14844的规定 4.2分类 硅外延片按外延层导电类型分为N型和P型 4.2.1 4.2.2硅外延片按外延层晶向分为(100),(111>,(110)等 硅外延片按直径尺寸分为76.2mm、100mm、125mm和150mm 4.2.3 要求 5 5.1硅外延片用衬底材料 硅外延片用的衬底电阻率应符合表1的规定,衬底的其他参数应符合GB/T12964的规定 衬底 的质量由供方保证 表1衬底电阻率 电阻率 导电类型 掺杂元素 2cmm Sb S0.02 N型 As S0.,01 0.00175 P型 0,00175 B 5.2外延层 5.2.1导电类型 外延层的导电类型为N型或P型,N型外延层掺杂元素为磷或呻等,P型外延层掺杂元素为棚 5.2.2晶向 外延层晶向为(100>、(1l1>、(1l10)等
GB/14139一2019 5.2.3电阻率及径向电阻率变化 外延层的电阻率及其径向电阻率变化应符合表2的规定 表2外延层电阻率及其径向电阻率变化 电阻率" 导电类型 径向电阻率变化RV 电阻率允许偏差 Qcm 0.015 士10% 士5% N型、P型 >5~25 士10% 士6% 士12% 士8% 25100 P型 100~500 士20% 士15% 外延层电阻率指外延层上所有测试点电阻率的平均值 5.2.4厚度及径向厚度变化 外延层的厚度及其径向厚度变化应符合表3的规定 表3外延层厚度及其径向厚度变化 厚度" 厚度允许偏差 径向厚度变化 TV 4m 13 土5% 土5% >3150 士8% 士5% 外延层厚度指硅外延层上所有测试点厚度的平均值 5.2.5纵向电阻率分布及过渡区宽度 5.2.5.1外延层的纵向电阻率分布由供需双方协商确定 5.2.5.2外延层的过渡区宽度应不大于外延层厚度的15%,或由供需双方协商确定 5.2.6晶体完整性 外延层的位错密度应不大于50cm,层错密度应不大于15cm？ 5.2.7表面金属 外延层的表面金属元索(纳、解、钙、铁、镍、铜、锋、娜、镇、路)的含量(原子数)均应不大于5× 10'"cm" 5.3表面质量 5.3.1正面质量 硅外延片的正面质量应符合表4的规定
GB/T14139一2019 表4正面质量 序号 缺陷名称 要求 滑移线 <5(总长应不大于硅外延片直径) 外延层厚度 每片个数 4m 直径不小于0.3m的 125 <1o 局部光散射体 >2550 <12 >50150 15 凹坑/个 突起应不大于外延层厚度的20% 冠状边缘 划伤 /条 <1(长度应不大于硅外延片半径 橘皮,波纹、裂纹、鸦爪 无 雾 无 崩边 无 沾污 无 5.3.2背面质量 硅外延片背面应无沾污、凸起、划伤 5.4其他 如需方对硅外延片有特殊要求,由供需双方协商确定 6 试验方法 6.1外延层导电类型的测试按GB/T1550的规定进行 6.2外延层晶向的测试按GB/T1555的规定进行 cm的外延层电阻率的测试按GB1l组的规定进行;电阻率在0.5n 6.3电阻率小于0.5Q cm 500Qcm的外延层按GB/T14146的规定测试载流子浓度后,按GB/T13389的规定换算获得电阻 率;其他测试方法可由供需双方协商确定 外延层径向电阻率变化RV按式(1)计算 -mm RV ×100% pmax十pmit 式中 RV 外延层的径向电阻率变化 mm士1mm位置处 中心点和在平行及垂直于主参考面的两条直径上距硅外延片边缘101 pmn 测试的5点电阻率中的最大值,单位为欧厘米(Q cm; -中心点和在平行及垂直于主参考面的两条直径上距硅外延片边缘10mm士1 位置处 mm pnmi 测试的5点电阻率中的最小值,单位为欧厘米Qa cm 6.4外延层厚度的测试按GB/T14847的规定进行,其他测试方法可由供需双方协商确定 外延层径 向厚度变化TV按式(2)计算
GB/14139一2019 Tw max TV= ×100% 下干 Tmim 式中: TV -外延层的径向厚度变化 -中心点和在平行及垂直于主参考面的两条直径上距硅外延片边缘10mm士1 T 位置处 mm nmax 测试的5点厚度中的最大值,单位为微米(Am):; T， -中心点和在平行及垂直于主参考面的两条直径上距硅外延片边缘10mm士1mm位置处 minm 测试的5点厚度中的最小值,单位为微米(m). 6.5外延层纵向电阻率分布及过渡区宽度的测试按GB/T6617的规定进行,电阻率与载流子浓度的 换算按GB/T13389的规定进行;其他测试方法可由供需双方协商确定 外延层过渡区宽度w按 式(3计算 W=W1一W 3 式中 w 外延层的过渡区宽度,单位为微米(4m) w 过渡区开始时的厚度,即衬底的载流子浓度平均值的90%对应的外延层厚度,单位为微米 4m); w 过渡区结束时的厚度,即外延层的平坦区载流子浓度平均值的110%对应的外延层厚度 单位为微米(wnm) 6.6外延层品体完整性的测试按GB/T14l42的规定进行 6.7外延层表面金属元素含量的测试按GB/T24578的规定进行,也可按SEMIM85的规定或供需 双方协商确定的方法进行 仲裁按照GB/T24578的规定进行 6.8硅外延片表面质量(除局部光散射体)的测试按GB/T6624的规定进行 硅外延片正面局部光散 射体的测试按GB/T19921的规定进行 检验规则 7.1检查和验收 7.1.1产品应由供方质量检验部门进行检验,保证产品质量符合本标准和订货单(或合同)的规定,并 填写产品质量证明书 需方可对收到的产品按本标准的规定进行检验,若检验结果与本标准或订货单(或合同)的规定 7.1.2 不符时,应在收到产品之日起3个月内向供方提出,由供需双方协商解决 7.2组批 硅外延片应成批提交验收,每批应由同一牌号,同一导电类型、同一晶向、同一规格的外延片组成 7.3检验项目 7.3.1每批硅外延片应对外延层的导电类型、晶向,电阻率径向电阻率变化、厚度、径向厚度变化、晶 体完整性、表面金属和表面质量进行检验 7.3.2每批硅外延片的外延层纵向电阻率分布及过渡区宽度是否检验由供需双方协商确定 7.4取样 7.4.1硅外延片非破坏性检验项目的取样按GB/T2828.1一2012中一般检验水平l,正常检验一次抽 样方案进行,也可按供需双方协商确定的抽样方案进行
GB/T14139一2019 7.4.2硅外延片破坏性检验项目的取样按GB/T2828.1一2012中特殊检验水平s-2,正常检验一次抽 样方案进行,也可按供需双方协商确定的抽样方案进行 7.4.3硅外延片的外延层纵向电阻率分布及过渡区宽度的取样由供需双方协商确定 7.5检验结果的判定 7.5.1硅外延片的外延层导电类型、晶向的任意一个检验结果不合格时,则判该批硅外延片不合格 7.5.2硅外延片的外延层电阻率、径向电阻率变化、厚度、径向厚度变化、晶体完整性,表面金属和硅外 延片的表面质量检验项目的接收质量限应符合表5的规定 表5接收质量限 序号 检验项目 接收质量限(AQL 外延层电阻率 l.0 外延层径向电阻率变化 1.0 外延层厚度 1.0 外延层径向厚度变化 1.0 位错密度 1,0 外延层晶体完整性 层错密度 1,0 表面金属 1,0 1.0 滑移线 局部光散射体 1.0 凹坑 1.0 冠状边缘 1.0 划伤 1.0 正面质量 橘皮、波纹、裂纹、鸦爪 l.0 l.0 雾 表面质量 崩边 1.0 1.0 沾污 累计 2.5 沾污 1.0 突起 1,0 背面质量 划伤 1,0 2.5 累计 7.5.3硅外延片的外延层纵向电阻率分布及过渡区宽度的检验结果判定由供需双方协商 7.5.4非破坏性检验项目的结果不合格时,允许供方对不合格项目进行逐片检验,除去不合格品后,合 格品重新组批
GB/14139一2019 标志,包装、运输、贮存和质量证明书 8.1标志包装 8.1.1硅外延片的包装按YS/T28的规定进行,也可由供需双方协商确定 8.1.2包装箱内应有装箱单,外侧应有“小心轻放”“防腐防潮”“易碎”字样或标记,并注明 供方名称; a b 需方名称; 产品名称或牌号; c d 产品数量; 产品尺寸 e 8.2运输、贮存 8.2.1硅外延片在运输过程中应轻装轻卸,勿挤勿压,并有防震措施 8.2.2硅外延片应贮存在洁净干燥的环境中 8.3质量证明书 每批硅外延片应附有质量证明书,其上注明 供方名称 a 产品名称或牌号; b 产品批号 c 产品数量 d 电阻率测试方法; e 产品品向 各项检验结果及质量检验部门印记 8 h)本标准编号; 出厂日期 9 订货单(或合同)内容 本标准所列产品的订货单(或合同)内应包括下列内容: 产品名称; a b)产品规格 产品数量 c d 本标准编号; 其他需要协商的内容 e

硅外延片GB/T14139-2019介绍

硅外延片是指在半导体材料制备过程中，通过化学气相沉积、分子束外延等技术，在单晶硅衬底上生长出来的薄层晶体。它具有高纯度、低缺陷密度、优异的电学性能和物理性能等特点，被广泛应用于太阳能电池、LED、功率器件等领域。

GB/T14139-2019《硅外延片》是国家标准化管理委员会发布的关于硅外延片规范的标准。该标准主要规定了硅外延片的分类、技术要求、试验方法、检验规则以及包装、运输、存储等方面的内容。

硅外延片的分类与技术要求

硅外延片按照其掺杂类型、掺杂浓度、厚度等参数进行分类，同时还应满足以下技术要求：

• 应具有较高的晶体质量和纯度；
• 表面应光滑无瑕疵，并且不得有氧化物残留等污染；
• 掺杂浓度应符合设计要求，并且掺杂分布均匀；
• 硅外延片应具有一定的厚度和尺寸范围。

硅外延片的试验方法和检验规则

GB/T14139-2019标准中还规定了硅外延片的试验方法和检验规则。主要内容包括：

• 表面质量的检验，包括检查表面平整度、瑕疵、氧化物残留等方面的内容；
• 厚度测量方法的试验；
• 电学性能试验，包括载流子浓度、电阻率、载流子迁移率等方面的试验；
• 掺杂浓度分布的试验。

硅外延片的包装、运输和存储

在硅外延片的包装、运输和存储过程中，需要注意以下几个方面：

• 硅外延片应放置在防静电袋中，并且存放于无尘室内；
• 运输过程中需要采取防震、防潮、防静电等措施，避免损坏；
• 存储时需要避免阳光直射，温度和湿度应控制在一定范围内。

综上所述，硅外延片GB/T14139-2019是半导体材料制备过程中非常重要的材料之一。在使用和生产过程中，需要遵照相关规范要求进行操作，确保其质量和性能稳定可靠。

硅外延片的相关资料

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