2018年11月20日,第三代半導體產業技術創新戰略聯盟(簡稱“CASA“)發布三項聯盟標準T/CASA 003-2018 《p-IGBT器件用4H-SiC外延晶片》、T/CASA004.1 《4H碳化硅襯底及外延層缺陷術語》、T/CASA004.2 《4H-SiC襯底及外延層缺陷圖譜》。三項標準由東莞市天域半導體科技有限公司技術總監孫國勝牽頭,按照CASA標準制定程序(立項、征求意見稿、委員會草案、發布稿),反復斟酌、修改、編制而成。標準的制定得到了很多CASA標準化委員會正式成員的支持。
標準主要起草單位包括:東莞市天域半導體科技有限公司、全球能源互聯網研究院有限公司、中國電子科技集團公司第五十五研究所、株洲中車時代電氣股份有限公司、山東天岳晶體材料有限公司、中國科學院微電子研究所、瀚天天成電子科技(廈門)有限公司、山東大學、臺州一能科技有限公司、中國電子科技集團公司第十三研究所、深圳第三代半導體研究院。
T/CASA 003-2018《p-IGBT器件用4H-SiC外延晶片》規定了4H碳化硅外延晶片的分類和標記、要求、試驗方法、檢測規則、標志、包裝、運輸和儲存。附錄部分詳細說明了采用光學成像方法快速獲取4H-SiC外延片樣品表面的缺陷、利用原子力顯微鏡獲取表面粗糙度,并詳細說明了外延層的厚度與摻雜濃度檢測方法。
T/CASA004.1-2018《4H碳化硅襯底及外延層缺陷術語》規定了4H碳化硅襯底及外延層缺陷術語和定義,其中包括4H-SiC材料、缺陷共性用語、襯底缺陷、外延層缺陷以及工藝缺陷五部分,其中工藝缺陷包括拋光(CMP)、離子注入、高溫退火與氧化等相關工藝產生的缺陷。
T/CASA004.2-2018《4H-SiC襯底及外延層缺陷圖譜》標準闡述了4H-SiC襯底及外延缺陷的圖譜,其中包括4H-SiC襯底缺陷、外延缺陷以及工藝產生的缺陷;給出了4H碳化硅(4H-SiC)襯底及外延層的主要缺陷、工藝與加工缺陷等方面的形貌特征圖譜,說明了缺陷的特點、性質及其對外延生長或器件特征參數的影響,分析了產生的原因及消除方法,并進行了分類。
襯底缺陷包括位錯、層錯、微管、碳包裹體、晶型包裹體、雙Shockley型堆垛層錯、螺位錯、刃位錯、基晶面位錯、小角晶界、劃痕、CMP隱含劃痕;
外延缺陷包括表面形貌缺陷、掉落顆粒物、三角形缺陷、彗星缺陷、胡蘿卜缺陷、直線型缺陷、小坑缺陷、梯形缺陷、臺階缺陷、外延凸起、乳凸、界面位錯、原生型層錯、不全位錯、半環列陣、點缺陷、碳空位、外延層螺位錯、外延層刃位錯、外延層基晶面位錯;
工藝缺陷方面高溫退火缺陷、氧化缺陷、電應力誘導缺陷、電應力誘導三角形層錯、電應力誘導條形層錯、干法刻蝕缺陷。
CASA標準化委員會將圍繞科技創新、標準研制與產業發展協同機制,探索以科研研發提升技術標準水平、以技術標準促進科技成果轉化應用新模式,發揮聯盟優勢,促進創新成果轉化為現實生產力,引領產業發展,推進第三代半導體的技術進步和產業化,提高我國第三代半導體產業的整體競爭力。
CASA標準化委員會已經發布《第三代半導體電力電子產業標準體系報告》、《第三代半導體電力電子產業測試條件和能力報告》、聯盟標準T/CASA001-2018《SiC肖特基勢壘二極管通用技術規范》、聯盟技術報告T/CASA/TR 001-2018 《SiC器件在DC/DC充電模塊應用技術報告》、T/CASA 003-2018 《p-IGBT器件用4H-SiC外延晶片》、T/CASA004.1-2018 《4H碳化硅襯底及外延層缺陷術語》、T/CASA004.2-2018 《4H-SiC襯底及外延層缺陷圖譜》等,正在制定中的聯盟標準包括T/CASA002-201X 《寬禁帶半導體術語標準》、T/CASA005-201X 《GaN HEMT電力電子器件通用技術規范》、T/CASA006-201X 《碳化硅金屬-氧化物-半導體場效應晶體管通用技術規范》、T/CASA007-201X 《電動汽車用SiC MOS模塊評測》等。