ICS29.045 H80/84 团体标准 T/IAWBS013-2019 半绝缘碳化硅单晶片电阻率非接触测量方法 Themeasurementmethodofresistivityforsemi-insulating siliconcarbidesubstrate 2019-12-27发布 中关村天合宽禁带半导体技术创新联盟发布 2019-12-31实施 全国团体标准信息平台 全国团体标准信息平台 T/IAWBS013—2019 I目次 前  言.............................................................................................................................................1 半绝缘碳化硅单晶片电阻率非接触测量方法................................................................................2 1范围.............................................................................................................................................2 2规范性引用文件.........................................................................................................................2 3术语和定义.................................................................................................................................2 4测试原理.....................................................................................................................................2 5测试仪器.....................................................................................................................................3 6干扰因素.....................................................................................................................................3 7测试样品.....................................................................................................................................3 8测试环境.....................................................................................................................................4 9测试程序...................................................................................................................................4 10精密度.......................................................................................................................................4 11测试报告...................................................................................................................................4 全国团体标准信息平台 全国团体标准信息平台 T/IAWBS013—2019 1前  言 本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能设计专利。本文件的发布结构不承担识别这些专利的 责任。 本标准由中关村天合宽禁带半导体技术创新联盟归口。 本规范起草单位：中关村天合宽禁带半导体技术创新联盟、中国电子科技集团公司 第二研究所、北京世纪金光半导体有限公司、中国电子科技集团公司第五十五研究所、中国 电子科技集团公司第四十六研究所。 本规范主要起草人：侯晓蕊、王英民、李斌、魏汝省、王光耀、王程、马康夫、刘 燕燕、田牧、任慧珍、徐伟、毛开礼、潘磊、陆敏、郑红军、刘祎晨。 全国团体标准信息平台 T/IAWBS013—2019 2半绝缘碳化硅单晶片电阻率非接触测量方法 1范围 本标准规定了半绝缘碳化硅电阻率非接触测量方法。 本标准适用于电阻率测量范围:105Ω•cm-1012Ω•cm；样品直径：50.8mm-200mm；样品 厚度范围：250μm—5000μm的衬底。 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，仅所注日期的版本 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/T14264半导体材料术语 SJ20858—2002碳化硅单晶材料电学参数测试方法 SJ/T11499—2015碳化硅单晶电学性能的测试方法 3术语和定义 GB/T14264、SJ20858—2002以及SJ/T11499—2015界定的术语和定义适用于本文件 4测试原理 本标准采用非接触测量方法，通过用电容式探测器测量并记录材料上的电荷动态分布来 计算材料的电阻率。电容式探针装置示意图如图1所示： 图1电容式探针装置示意图 该装置可以测量顶部探针中心点下的那部分样品的电阻率。周围的电极用来使顶部电极 和底部电极之间的电场均匀化，底部电极还有载物台的作用。电容上的瞬时电量Q(t)可以用 如下公式（1）计算： 全国团体标准信息平台 T/IAWBS013—2019 3Qt= /τt （1） 其中Ca是探头与晶片之间空气层的电容，CS为晶片电容，RS为晶片电阻，ε为介电常数，τ 为驰豫时间，U(t)为外加电压。 - 图2瞬时电量随时间的变化曲线 瞬时电量随时间的变化曲线如图2所示，其中电量可以用电荷放大探测器探测并记录。 在t=0的时候给回路加电压，给电容器瞬间充电，电量Q= U，在t=∞的时候CS上 电荷完全放光后，电量Q(∞)=CaU。 将Q(0)、Q(t)和τ带入关系式（2）中 RsCs=ε （2） 可以得到 =t t（3） 根据公式（3）可知电阻率ρ与驰豫时间τ成正比，根据驰豫时间，以及电量变化可以计 算出电阻率。 5测试仪器 测试仪器应满足如下条件： a）电荷放大器进行实时电量变化的监测； b）真空吸附载物台； c）电机实现晶片自动移动； d）厚度检测器，进行晶片厚度的测试； 6干扰因素 6.1不同的温度对半绝缘碳化硅的电阻率有影响，因此在测试的时候需要严格控制测试环境。 6.2不同的光强会影响半绝缘碳化硅的电阻率，因此在测试时需要测试环境为暗室。 6.3静电、噪音、振动等测试环境可影响测试结果。 7测试样品 样品表面应无大面积可视缺陷，并确保碳化硅晶片表面清洁。厚度差要求：局部厚度偏 差（20mm直径圆形区域）小于20μm，全片厚度差小于50μm。 全国团体标准信息平台 T/IAWBS013—2019 48测试环境 测试环境应满足如下条件： a）测试环境要求净房等级在7级； b）测试过程中无振动、无电磁干扰； c）测试环境温度：23℃±1℃，测试环境湿度：≦70%； d）空气或氮气纯度≥99.5%； e）暗室。 9测试程序 测试程序应包含下列内容： a）采用经过计量检定的标准样品校准本设备； b）将晶片放置在卡盘中并真空吸附； c）将待测晶片材质、编号、厚度、尺寸、测量区域等数据信息输入计算机； d）开始进行测试； e）测试结束，填写测试报告，见示例。 10精密度 晶片电阻率106Ω•cm-109Ω•cm，重复性相对偏差不大于1%；晶片电阻率<106Ω•cm或 者>109Ω•cm，重复性相对偏差不大于10%。晶片电阻率106Ω•cm-109Ω•cm，再现性相对偏 差不大于1%；晶片电阻率<106Ω•cm或者>109Ω•cm，再现性相对偏差不大于10%。 11测试报告 测试报告应包含下列内容： a）测试日期，测试人员； b）测试样品编号； c）测试样品编号、厚度、电阻率最大值、最小值、参考标准差； d）检测结果输出图表。 全国团体标准信息平台 T/IAWBS013—2019 5半绝