ICS29.045 H83 中华人民共和国国家标准 GB/T30868—2014 碳 碳化硅单晶片微管密度的测定 化学腐蚀法 Testmethodformeasuringmicropipedensityofmonocrystallinesilicon carbidewafers—Chemicallyetching 2014-07-24发布 2015-02-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会(SAC/TC203)及材料分技术委员会(SAC/TC 203/SC2)共同提出并归口。 本标准起草单位:中国电子科技集团公司第四十六研究所、中国电子技术标准化研究院。 本标准主要起草人:丁丽、周智慧、郝建民、蔺娴、何秀坤、刘筠、冯亚彬、裴会川。 ⅠGB/T30868—2014 碳化硅单晶片微管密度的测定 化学腐蚀法 1 范围 本标准规定了利用熔融氢氧化钾腐蚀法测定碳化硅单晶微管密度的方法。 本标准适用于碳化硅单晶微管密度的测定。 2 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标准,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T14264 半导体材料术语 3 术语和定义 GB/T14264界定的术语和定义适用于本文件。 4 方法原理 采用择优化学腐蚀技术显示微管缺陷,用光学显微镜或其他仪器(如扫描电子显微镜)观察碳化硅 单晶表面的微管,计算单位面积上微管的个数,即得到微管密度。 5 试剂和材料 本方法需要下列试剂和材料: a) 氢氧化钾(KOH):优级纯; b) 硅溶胶:小于150nm; c) 去离子水:电阻率大于2MΩ·cm。 6 仪器设备 本方法需要下列仪器和设备: a) 光学显微镜或其他仪器:放大倍数为20~500倍; b) 镍坩埚:直径Φ60mm~150mm; c) 控温加热器:可加温到800℃以上。 7 试样制备 7.1 抛光 7.1.1 将切割好的、厚度适当的、完整的碳化硅单晶片用粒径小于5μm的磨料进行粗磨。 1GB/T30868—2014 7.1.2 用粒径小于3μm的磨料进行细磨。 7.1.3 用硅溶胶抛光液或其他化学抛光液进行化学抛光,使表面光亮。 7.1.4 将抛光好的碳化硅单晶片用去离子水清洗干净,吹干。 7.2 微管腐蚀 7.2.1 将碳化硅单晶片预热至适当温度。 7.2.2 将氢氧化钾放在镍坩埚中加热,待熔化后,使其温度保持在500℃±10℃,放入碳化硅单晶片, 腐蚀15min~25min。 7.2.3 取出碳化硅单晶片,待其冷却后用去离子水清洗,吹干。 8 测试环境 8.1 温度:18℃~28℃。 8.2 相对湿度应不大于75%。 9 测试程序 9.1 将腐蚀好的试样置于光学显微镜载物台上,根据微管孔洞大小选取不同放大倍率。 9.2 观察整个碳化硅单晶片表面,确认微管形貌,如图1(图1中较大的、不规则的六边形为微管腐蚀 坑)和图2所示,记录观察视场内微管个数。记数视场的选择有两种,根据需要可选取: a) 依次观察记录整个碳化硅单晶片每个观察视场内的微管个数; b) 选取观察视场面积及测量点,观察视场面积S不小于1mm2,测量点位置如图3所示。记录 每个视场的微管个数。 注:a)、b)两种测试方法中推荐优选方法a)测试整个碳化硅单晶片的微管缺陷。 9.3 计算平均微管密度。 说明:图中较大的、不规则的六边形为微管腐蚀坑。 图1 微管的光学显微镜图(100×) 2GB/T30868—2014 图2 微管形貌的扫描电镜图(409×) 说明:图中L为检测位置间距,D为碳化硅单晶片直径,L=D/10[单位为毫米(mm)],o为检测位置。 图3 微管密度测量位置图 10 结果计算 碳化硅单晶片平均微管密度Nd按式(1)计算。 Nd=1 nS∑n i=1Ni ……………………(1) 式中: Nd———平均微管密度,单位为个每平方厘米(个/cm2); i———测量点的位置,i=1,2,3……n; Ni———第i个测量点的微管数目;GB/T30868—2014 GB/T30868—2014 S ———观察视场面积,单位为平方厘米(cm2); n ———观察视场个数。 11 精密度 在重复性条件下,本方法测量的微管密度的相对标准偏差不大于20%。 12 报告 报告至少应包括以下内容: a) 送样单位; b) 样品名称、规格、编号; c) 记录计数视场的选择方式、观察视场面积; d) 微管密度测试结果; e) 测试仪器; f) 操作者、审核人签字; g) 测量日期; h) 本标准编号。 4102—86803T/BG