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碳化硅单晶抛光片位错密度检测方法

1范围

本文件适用于检测面法线方向与C轴方向夹角范围为0°~8°的碳化硅单晶抛光片的位错

密度的检测。

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/T30656-2014碳化硅单晶抛光片

3术语和定义

GB/T14264和GB/T30656-2014确立的术语和定义适用于本标准。

3.1

基平面位错BasalPlaneDislocation（BPD）

其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）

位错线和伯格斯矢量平行的位错，为螺形位错，简称螺位错。

3.3

刃位错ThreadingEdgeDislocation（TED）

位错线和伯格斯矢量垂直的位错，为刃形位错，简称刃位错。

4原理

采用择优化学腐蚀技术显示位错。由于晶体中位错线周围的晶格发生畸变，当用KOH

熔融液腐蚀晶体表面时，在晶体表面上的位错线露头处，腐蚀速度较快，因而容易形成由某

些低指数面组成的带棱角的具有特定形状的腐蚀坑。在显微镜下观察并按一定规则统计这些

具有特定形状的腐蚀坑，可得到位错密度值。

5化学试剂

3

5.1氢氧化钾（KOH）

固态，KOH的质量分数≥85%

5.2无水乙醇（CHCHOH）

32

液态，CHCHOH的质量分数≥99.7%

32

6设备

6.1控温加热器

能将装有氢氧化钾的具备耐高温且性能稳定的材质容器加热到600℃

6.2具备耐高温且性能稳定的材质容器

例如石墨坩埚

直径Ф（140～260）mm

6.3光学显微镜

放大倍数为50～500倍

6.4通风橱

7样品制备

7.1抛光片制备

样品经X射线定向，定向出晶体学c轴即(0001)面。

按正交取向偏离角切取SiC晶片，偏离角范围为0°~8°。

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。

碳化硅单晶抛光片的制备要求应符合GB/T30656-2014中的规定。制备好的碳化硅单晶

抛光片表面粗糙度（Ra）≤1nm。

7.2抛光片的腐蚀

将氢氧化钾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

550℃±10℃，将待腐蚀的碳化硅单晶抛光片预热2min~5min后放入KOH熔融溶液中，腐蚀



（1525）min。腐蚀环境温度应保持恒温24℃±5℃范围内；取出晶片冷却，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，去除晶片表面的腐蚀残留物。

8测试程序

8.1位错腐蚀坑特征

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80μm～120μm，腐蚀坑底部可见孔洞；

4

螺位错（TSD）为中等尺寸的六方形腐蚀坑，直径约100μm～120μm，有尖的底且稍偏

向一边，边到底有六条暗纹；

刃位错（TED）为小的六方形腐蚀坑，直径约50μm～80μm，有尖的底且稍偏向一边，

边到底有六条暗纹；

基平面位错（BPD）为更小一些的椭圆形腐蚀坑，直径约30μm～60μm，有底且严重偏

向椭圆的一边。

腐蚀坑的直径大小随腐蚀程度有所变化，可根据其相对大小来进行位错缺陷种类识别。

图1Si面腐蚀坑形貌图

8.2测量点的分布

将腐蚀后的晶片置于光学显微镜的载物台上，采用10X物镜，10X目镜观察，每个点

2

的视场面积大小为0.3~1mm。

测量点分布如图2所示，具体分布为：

2英寸晶