ICS 77.040 CCS H 21 中华人民共和国国家标准 GB/T 42271—2022 半绝缘碳化硅单晶的电阻率 非接触测试方法 Test method for resistivity of semi-insulating monocrystalline silicon carbide by contactless measurement 2023-04-01实施 2022-12-30发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T 42271—2022 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。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 化技术委员会材料分技术委员会（SAC/TC203/SC2）共同提出并归口。 本文件起草单位：北京天科合达半导体股份有限公司、中关村天合宽禁带半导体技术创新联盟、安 研究所。 本文件主要起草人：彭同华、余宗静、王大军、张贺、李素青、王波、杨建、袁松、刘立娜 GB/T 42271—2022 半绝缘碳化硅单晶的电阻率 非接触测试方法 1范围 本文件描述了半绝缘碳化硅单晶的电阻率非接触测试方法。 本文件适用于测量电阻率范围为1×10°2·cm1×10122·cm的半绝缘碳化硅单晶片。 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 3 术语和定义 GB/T14264界定的术语和定义适用于本文件。 4原理 非接触式电阻率测试采用电容充放电原理。首先对样品进行瞬时充电，再利用仪器实时监测放电 过程中的电量，从而得到其变化的弛豫曲线，之后对该曲线进行数学分析得到弛豫时间（），最后通过 弛豫时间（t）计算出半绝缘碳化硅单晶的电阻率。 5 试验条件 5.1 测试过程中用的测试机台应无振动、无电磁干扰且良好接地。 5.2 温度：（23士3）℃：相对湿度（RH）：60%士20%。 6 干扰因素 6.1不同的光强，对电阻率的测试结果有影响，在测试过程中应关闭设备的遮光罩。 6.2静电、振动测试环境对电阻率的测试结果有影响，测试过程中应采取严格的屏蔽措施。 6.3样品表面、吸附载物台及测试探头上的颗粒沾污会影响半绝缘碳化硅单晶片的电阻率，测试前应 确认样品表面，吸附载物台及测试探头无肉眼可见的大颗粒沾污。 1 GB/T 42271—2022 7仪器设备 7.1探头：电容式探头装置基本结构如图1所示，其中处于探头中心的是电荷放器电极，用于实时监 测电量变化，其直径为1mm。 4 6 标引序号说明： 1——电极； 2—金属环； 3——吸附载物台； 4——碳化硅单晶片； 5——氮气（空气）层； 6 测试区域。 图1电容式探头装置基本结构示意图 7.2 2步进电机。 7.3 数字示波器。 8样品 8.1半绝缘碳化硅单晶片的样品直径为50.8mm、76.2mm、100.0mm、150.0mm、200.0mm，样品厚 度为200μm~5000μm。 8.2样品表面应无大面积缺陷，并确保表面洁净，表面粗糙度（Ra）应小于10μm。 8.3 3样品局部厚度偏差应不大于10μm（测试区域：10mm×10mm），全片总厚度偏差应不大于30μm。 9 试验步骤 9.1校准 使用砷化标样晶片进行设备校准。调整Z轴的最大行程及气体（氮气/空气）流量，使电容上的 瞬时电压为0.75V（砷化傢的活化能为0.75V），确定2轴的最大行程及气压设定正确，测得的碑化镓 标样晶片电阻率的值与标准值的差应在误差范围内。 注：活化能指电子从基态变为激发态所需要的能量。 9.2测试 9.2.1将待测样品放置在吸附载物台上，打开真空吸附泵并开启计算机软件。 2 GB/T 42271—2022 度及测试点数，点击开始测试，探头将在电机的控制下自动移动到待测位置。 9.2.3计算机根据测试需求将待测样品表面划分成若干个等面积的测试区域（见9.3），并控制仪器依 次测试这些区域的电阻率。 9.2.4测试完毕，取下样品。 9.3测试点分布 测试点边缘去除区应符合GB/T30656的要求，测试点分布如图2所示，具体测试点个数及要求应 符合表1的规定，圆内每个网格的中心为测试点。 <1120> 50.8mm不少于4×4个点 76.2mm：不少J6×6个点 100.0mm：不少于8×8个点 150.0mm：不少」12×12个点 200.0 mmm1：不少于16×16个点 <1100> 图2电阻率测试点分布图 表1不同直径碳化硅单晶片电阻率测试点的个数及要求 半绝缘碳化硅单晶片直径 测试点个数 测试点要求 mm 50.8 不少于4×4个点 76.2 不少于6×6个点 圆内每个网格不大于10mm× 100.0 不少于8×8个点 10mm，圆内每一行网格的右侧为起 始测试点 150.0 不少于12X12个点 200.0 不少于16×16个点 3