碳化硅衬底检验标准主要围绕材料性能、表面质量、几何参数及特定应用性能制定,具体涵盖以下核心内容:

一、材料性能标准
晶体结构
需确认晶体完整性及多晶型(如4H-SiC、6H-SiC),通过X射线衍射(XRD)检测晶格参数、堆砌顺序等。
晶格常数需与外延层匹配,以减少缺陷和应力。
电学与热学特性
电阻率通过霍尔效应测量,热导率、热膨胀系数等参数需满足器件散热需求。
带隙、击穿电场强度等参数直接影响器件耐压能力。
杂质与缺陷控制
微管密度、位错密度需达标,杂质元素通过二次离子质谱(SIMS)分析。
二、表面质量要求
表面缺陷检测
颗粒、划痕等表面缺陷采用激光散射技术或光致发光(PL)分析,需满足特定缺陷密度限值。
粗糙度与形貌
表面粗糙度通过原子力显微镜(AFM)或光学干涉法测量,典型粗糙度要求为纳米级。
三、几何参数规范
尺寸精度
厚度公差、总厚度变化(TTV)、翘曲度(BOW/Warp)需符合标准,常用光学干涉法或电容法测量。
常见尺寸包括10×10mm、15×15mm等,厚度通常为0.35mm。
晶向与定向精度
晶面定向精度和边缘定向精度影响外延生长质量,需通过XRD或激光定向技术验证。
四、应用性能验证
热稳定性与机械强度
热重分析(TGA)评估高温稳定性,抗弯强度、硬度等机械性能需达标。
光学与介电特性
折射率、介电常数等参数针对光电器件和射频器件有特定要求。
五、检验方法与标准体系
检测技术
几何参数:光学干涉法(Corning Tropel)或电容法(MPI);
缺陷分析:KLA Candela等厂商的激光散射系统;
成分分析:电子能谱(AES/XPS)、SIMS等。
标准框架
遵循国家标准(GB/T)、国际标准(ISO)及行业标准(如电子、光电器件领域);
生产过程中需定期监控,出厂前完成全项检测以确保合规性。
六、特殊加工需求
根据应用场景可能需满足抛光工艺(单/双面)、斜切晶片等附加要求。
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