ICS29.045 H80/84 团体标准 T/IAWBS014-2021 2021-09-15发布 中关村天合宽禁带半导体技术创新联盟发布碳化硅单晶抛光片位错密度的测试方法 Testmethodfordislocationdensityofsiliconcarbidepolishedwafers 2021-09-22实施 全国团体标准信息平台 T/IAWBS014-2021 I目录 前  言............................................................................................................................................II 1范围.........................................................................................................................................1 2规范性引用文件.....................................................................................................................1 3术语和定义.............................................................................................................................1 4原理.........................................................................................................................................1 5干扰因素.................................................................................................................................2 6化学试剂.................................................................................................................................2 7仪器设备.................................................................................................................................2 8样品制备.................................................................................................................................2 9测试程序.................................................................................................................................2 10试验数据处理.......................................................................................................................7 11精密度...................................................................................................................................7 12试验报告...............................................................................................................................8 全国团体标准信息平台 T/IAWBS014-2021 II前  言 本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规 则》的规定起草。 请注意本文件中的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责 任。 本文件由中关村天合宽禁带半导体技术创新联盟归口。 本文件起草单位：中关村天合宽禁带半导体技术创新联盟，北京天科合达半导体股份有 限公司。 本文件主要起草人：彭同华、佘宗静、娄艳芳、王大军、赵宁、陈海芹、王波、刘春俊、 郭钰、杨建。 本文件为首次制定。 全国团体标准信息平台 T/IAWBS014-2021 1碳化硅单晶抛光片位错密度的测试方法 1范围 本文件规定了碳化硅单晶抛光片位错密度的测试方法。 本文件适用于晶面偏离{0001}面角度为0°～8°的碳化硅单晶抛光片的位错密度的测试。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引 用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修 改单）适用于本文件。 GB/T14264半导体材料术语 GB/T30656碳化硅单晶抛光片 GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法 3术语和定义 GB/T14264和GB/T30656确立的术语和定义适用于本文件。 3.1 基平面位错BasalPlaneDislocation（BPD） 位错线与伯格斯矢量均位于{0001}晶面上的线性位错。 3.2 螺位错ThreadingScrewDislocation（TSD） 位错线与伯格斯矢量平行的位错。 3.3 刃位错ThreadingEdgeDislocation（TED） 位错线与伯格斯矢量垂直的位错。 4原理 采用择优化学腐蚀技术显示位错。由于碳化硅单晶抛光片中位错线周围的晶格存在畸变，当 用氢氧化钾（KOH）熔融液腐蚀碳化硅单晶抛光片表面时，在碳化硅单晶抛光片表面上的位错线 全国团体标准信息平台 T/IAWBS014-2021 2露头处，腐蚀速度较快，因而容易形成由某些低指数面组成的具有特定形状的腐蚀坑。在显微镜 下观察碳化硅单晶抛光片硅面并按一定规则统计这些具有特定形状的腐蚀坑。用单位面积的腐蚀 坑数目表示位错密度Nd，按式（1）计算： Sn=dN……………………………………………………(1) 式中： n—穿过视场面积S的位错数目，单位为个； S—视场面积，单位为平方厘米（cm2）。 5干扰因素 5.1腐蚀过程中熔体温度和腐蚀时间会影响碳化硅单晶抛光片的腐蚀效果，对测试结果产生误差。 5.2腐蚀过程中KOH熔融液使用时长会影响碳化硅单晶抛光片的腐蚀效果，对测试结果产生误 差。因此KOH熔融液使用时长应≤24h，过期应及时更换。 5.3腐蚀结束后碳化硅单晶抛光片表面的腐蚀残留物会影响碳化硅单晶抛光片的测试，造成测试 结果产生误差。 6化学试剂 6.1除非另有说明，本文件所用试剂均为符合国家标准或行业标准的分析纯及以上试剂，所用水 为GB/T6682规定的三级及以上蒸馏水或去离子水。 6.2氢氧化钾（KOH），固态，KOH含量（质量分数）为≥85%。 6.3无水乙醇（CH3CH2OH），液态，CH3CH2OH含量（质量分数）为≥99.7%。 7仪器设备 7.1控温加热器：能将装有KOH的具备耐高温且性能稳定的材质容器加热到600℃。 7.2具备耐高温且性能稳定的材质容器：直径Ф（140～260）mm，如石墨坩埚。 7.3光学显微镜或带数字相机的显微镜：放大倍数为100～500倍。 8样品制备 8.1样品经X射线定向，定向出晶体学硅面即(0001)面。 8.2按正交取向偏离角切取SiC晶片，偏离角范围为0°~8°。 8.3将切割好的晶片使用专用石蜡粘接在载片盘上进行研磨和抛光。 8.4碳化硅单晶抛光片的质量要求应符合GB/T30656中的规定。 9测试程序 全国团体标准信息平台 T/IAWBS014-2021 39.1抛光片的腐蚀 将KOH放在具备耐高温且性能稳定的材质容器中加热熔化，使熔体温度保持在540℃±20℃， 将待腐蚀的碳化硅单晶抛光片在260℃～300℃预热1min～5min后放入KOH熔融液中，腐蚀15～25 min。腐蚀结束后取出碳化硅单晶抛光片冷却，先用大量的去离子水洗涤，再用无水乙醇浸泡并擦 拭若干次进行清洁，去除碳化硅单晶抛光片表面的腐蚀残留物。 腐蚀过程中腐蚀环境温度应保持在24℃±5℃范围内，湿度应保持在40%-70%范围内。 9.2位错腐蚀坑特征 碳化硅单晶抛光片Si面的位错腐蚀坑图形见图1。 微管为大的六方形腐蚀坑，直径约120μm～150μm，腐蚀坑底部可见孔洞； 螺位错（TSD）为六方形腐蚀坑，直径约100μm～120μm，有尖的底且稍偏向一边； 刃位错（TED）为近似圆形腐蚀坑，直径约50