LED襯底　第34部分 藍寶石圖形化襯底片測試技術(shù)規(guī)范

1、時間就是金錢，效率就是生命！ics29.045h 83db廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)db xx/ xxxxled襯底第34部分：藍寶石圖形化襯底片測試技術(shù)規(guī)范led substrate part 3-4：testing technical specification for patterned sapphire substrate點擊此處添加與國際標(biāo)準(zhǔn)一致性程度的標(biāo)識(征求意見稿)xxxx - xx - xx發(fā)布 xxxx - xx - xx實施廣東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布唯有惜時才能成功，唯有努力方可成就！時間就是金錢，效率就是生命！目次前言ii1范圍12規(guī)范性引用文件13術(shù)語和定義14測試要求25測試方法

2、3附錄a（規(guī)范性附錄）掃描電子顯微鏡測試圖形化襯底片的圖形結(jié)構(gòu)參數(shù)6附錄b（規(guī)范性附錄）原子力顯微鏡測試圖形化襯底片的圖形結(jié)構(gòu)參數(shù)7附錄c（規(guī)范性附錄）共聚焦顯微鏡測試圖形化襯底片的圖形結(jié)構(gòu)參數(shù)8附錄d（規(guī)范性附錄）金相顯微鏡測試圖形化襯底片的表面質(zhì)量9附錄e（規(guī)范性附錄）自動光學(xué)缺陷檢查設(shè)備分類測試圖形化襯底片的表面質(zhì)量10附錄f（規(guī)范性附錄）多點數(shù)值法測試圖形化襯底片的圖形一致性11附錄g（規(guī)范性附錄）反射譜掃描圖示法測試圖形化襯底片的圖形一致性12前言本標(biāo)準(zhǔn)按照gb/t 1.1-2009的規(guī)定編制。本標(biāo)準(zhǔn)的某些內(nèi)容可能涉及專利，本標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別這些專利的責(zé)任。本標(biāo)準(zhǔn)由東莞市中鎵半

3、導(dǎo)體科技有限公司提出。本標(biāo)準(zhǔn)由廣東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：東莞市中鎵半導(dǎo)體科技有限公司、廣東賽翡藍寶石科技有限公司。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：丁曉民、張能、劉南柳、戴立忠、楊鵬、康凱、張國義。本標(biāo)準(zhǔn)為首次制定。唯有惜時才能成功，唯有努力方可成就！時間就是金錢，效率就是生命！led襯底第3-4部分：藍寶石圖形化襯底片測試技術(shù)規(guī)范1 范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用于制備led的藍寶石圖形化襯底片的測試技術(shù)規(guī)范，包括藍寶石圖形化襯底片的圖形結(jié)構(gòu)參數(shù)、表面質(zhì)量、圖形一致性等的測試。本標(biāo)準(zhǔn)適用于制備半導(dǎo)體照明器件的氮化鎵外延生長所用藍寶石圖形化襯底片。2 規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡

4、是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。gb/t 142642009半導(dǎo)體材料術(shù)語gb/t 203072006納米級長度的掃描電鏡測量方法通則sj/t 13952009半導(dǎo)體照明術(shù)語3 術(shù)語和定義gb/t 142642009 和 sj/t 113952009 界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1藍寶石圖形化襯底片（pss）patterned sapphire substrate在藍寶石基底上，制作出具有周期性陣列排布的細微圖形結(jié)構(gòu)的襯底片。3.2圖形節(jié)距pattern pitch藍寶石圖形化襯底片上，相鄰圖形幾

5、何中心點之間的距離。3.3圖形高度pattern depth以藍寶石基底平面為基準(zhǔn)面，單個圖形沿基準(zhǔn)面法向的高度。3.4圖形底寬pattern bottom width藍寶石圖形化襯底片上，圖形底部區(qū)域的最大寬度。3.5圖形間距pattern space藍寶石圖形化襯底片上，相鄰圖形邊沿之間的最短距離。3.6邊寬edge exclusion藍寶石圖形化襯底片上，邊緣質(zhì)量不合格區(qū)域的寬度。3.7圖形缺失pattern loss藍寶石圖形化襯底片上，周期性陣列排布的圖形在局部區(qū)域出現(xiàn)無圖形或圖形被破壞的區(qū)域。3.8格線grid line步進式投影光刻機制備的pss產(chǎn)品，外觀呈現(xiàn)網(wǎng)格狀色差。3.9拼

6、接mis-alignment步進式投影光刻機制備的pss產(chǎn)品，圖形結(jié)合不完整或移位。3.10圖形一致性pattern uniformity在藍寶石圖形化襯底片上，圖形之間結(jié)構(gòu)尺寸的離散程度。4 測試要求4.1 測試環(huán)境4.1.1 標(biāo)準(zhǔn)測試環(huán)境a) 溫度：2510；b) 相對濕度：5010；c) 潔凈度：iso 5級（必要時）； d) 氣壓：86 kpa106 kpa；e) 無影響測試準(zhǔn)確度的機械振動、電磁和光照等干擾。4.1.2 仲裁測試環(huán)境a） 溫度：251；b） 相對濕度：502；c） 潔凈度：iso 5 級（必要時）；d） 氣壓：86 kpa106 kpa；e） 無影響測試準(zhǔn)確度的機械振

7、動、電磁和光照等干擾。4.2 測試設(shè)備 量程、偏移、穩(wěn)定性、分辨率和不確定度應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定； 應(yīng)按規(guī)定間隔進行檢定或校準(zhǔn)，并有檢定或校準(zhǔn)證書，有明確的標(biāo)志； 有以標(biāo)準(zhǔn)形式發(fā)布的計量檢定規(guī)程和校準(zhǔn)規(guī)范。5 測試方法5.1 圖形結(jié)構(gòu)5.1.1 測試項目a) 圖形節(jié)距；b) 圖形高度；c) 圖形底寬；d) 圖形間距。5.1.2 測試方法5.1.2.1 掃描電鏡測試法執(zhí)行附錄 a 的規(guī)定。5.1.2.2 原子力顯微鏡測試法執(zhí)行附錄 b 的規(guī)定。5.1.2.3 共聚焦顯微鏡測試法執(zhí)行附錄 c 的規(guī)定。5.2 表面質(zhì)量5.2.1 測試項目a) 污染；b) 邊寬；c) 格線；d) 拼接；e) 污染；f

8、) 劃傷；g) 圖形缺失。5.2.2 測試方法5.2.2.1 金相顯微鏡測試執(zhí)行附錄 d 的規(guī)定。5.2.2.2 自動光學(xué)缺陷檢查設(shè)備分類測試執(zhí)行附錄 e 的規(guī)定。5.3 圖形襯底片的圖形一致性5.3.1 多點數(shù)值測試執(zhí)行附錄 f 的規(guī)定。5.3.2 反射譜掃描圖示測試法執(zhí)行附錄 g 的規(guī)定。aa附錄a （規(guī)范性附錄）掃描電子顯微鏡測試圖形化襯底片的圖形結(jié)構(gòu)參數(shù)a.1 測試目的本方法用于測試圖形化襯底片的圖形結(jié)構(gòu)參數(shù)。a.2 測試原理掃描電子顯微鏡（sem）是利用高能的入射電子轟擊樣品表面時，入射電子與樣品的原子核和核外電子將產(chǎn)生彈性或非彈性散射作用，使得被激發(fā)的區(qū)域?qū)a(chǎn)生二次電子、俄歇電子、

9、特征x射線和連續(xù)譜x射線、背散射電子、透射電子，以及在可見、紫外、紅外光區(qū)域產(chǎn)生的電磁輻射。可以獲取被測樣品本身的各種物理、化學(xué)性質(zhì)的信息，如形貌、組成、晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)和內(nèi)部電場或磁場等等。a.3 測試條件a) 掃描電子顯微鏡，儀器的分辨率應(yīng)優(yōu)于10 nm；b) 放大倍數(shù)應(yīng)在不低于5000倍下，獲得樣品表面的二次電子像；c) 取樣時應(yīng)保持樣品的潔凈度；d) 若樣品不導(dǎo)電則需在樣品表面噴鍍 1 nm2 nm 的金層；e) 測試時，需按規(guī)定對設(shè)備的標(biāo)尺進行精準(zhǔn)的校正。a.4 測試步驟測試時，參照 gb/t 203072006 獲取被測樣品的二次電子信號，通過解析成像，觀察樣品表面形貌，并用設(shè)備

10、的標(biāo)尺對樣品進行結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)測試。bb附錄b （規(guī)范性附錄）原子力顯微鏡測試圖形化襯底片的圖形結(jié)構(gòu)參數(shù)b.1 測試目的本方法用于測試圖形化襯底片的圖形結(jié)構(gòu)參數(shù)。b.2 測試原理原子力顯微鏡（afm）是利用原子間距離減小到一定程度以后，原子間的作用力將迅速上升的原理，基于顯微探針受力的大小就可以直接換算出樣品表面的高度，從而獲得樣品表面形貌的信息。b.3 測試條件a) 探針針尖的材質(zhì)、形狀、尺度根據(jù)探測圖形的深度及間隙來選?。籦) z方向的分辨率應(yīng)達到0.5 nm，xy的分辨率應(yīng)能達到10 nm；c) 可在大氣和液體環(huán)境下對各種材料和樣品進行納米區(qū)域的物理性質(zhì)包括形貌進行探測。b.4 測試步驟a)

11、原子力顯微鏡測試模式選擇輕敲模式，進行探針安裝；b) 開啟原子力顯微鏡，預(yù)熱至儀器穩(wěn)定；c) 打開激光器，調(diào)節(jié)原子力顯微鏡的光路和光電轉(zhuǎn)換器位置；d) 裝載所要測試的樣品，調(diào)節(jié)探針共振峰頻率和振幅（輕敲模式）、設(shè)置好參考點、設(shè)置反饋參數(shù)、掃描速率、掃描范圍、逼近探針、進行樣品掃描、提針、卸載樣品等；e) 利用原子力顯微鏡數(shù)據(jù)分析軟件進行數(shù)據(jù)分析，測試相關(guān)圖形形貌及結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)據(jù)。附錄c （規(guī)范性附錄）共聚焦顯微鏡測試圖形化襯底片的圖形結(jié)構(gòu)參數(shù)c.1 測試目的本方法用于測試圖形化襯底片的圖形結(jié)構(gòu)參數(shù)。c.2 測試原理共聚焦顯微鏡利用激光束經(jīng)照明針孔形成點光源對標(biāo)本內(nèi)焦平面的每一點掃描，標(biāo)本上的被照

12、射點，在探測針孔處成像，由探測針孔后的光電倍增管逐線接收，迅速在計算機監(jiān)視器屏幕上形成熒光圖像。照明針孔與探測針孔相對于物鏡焦平面是共軛的，焦平面上的點同時聚焦于照明針孔和發(fā)射針孔，焦平面以外的點不會在探測針孔處成像，這樣得到的共聚焦圖像是標(biāo)本的光學(xué)橫斷面，克服了普通顯微鏡圖像模糊的缺點。c.3 測試條件a) 物鏡的放大倍率應(yīng)能在5150轉(zhuǎn)換；b) 最小垂直分辨率需不高于0.1 nm，測試最大坡度應(yīng)大于70；c) 工作距離應(yīng)在0.3 mm23.5 mm可調(diào)；d) 明場幀速率應(yīng)在50 fps。c.4 測試步驟a) 將樣品按指定的參考邊位置放置在載物臺上；b) 選取合適的物鏡倍率；c) 籍由表面的

13、垂直掃描，物鏡的焦點掃過表面上的每一個點，以此找出每個像素位置的對應(yīng)高度(即共聚焦圖像)；d) 利用分析軟件擬合出圖形的形貌，并測試圖形結(jié)構(gòu)參數(shù)的尺度。ccd附錄d （規(guī)范性附錄）金相顯微鏡測試圖形化襯底片的表面質(zhì)量d.1 測試目的本方法用于測試圖形化襯底片的表面質(zhì)量。d.2 測試原理金相顯微鏡主要指借助光學(xué)顯微鏡和體視顯微鏡等對材料顯微組織、低倍組織和斷口組織等進行分析研究和表征的材料學(xué)科分支，既包含材料顯微組織的成像及其定性、定量表征，亦包含必要的樣品制備、準(zhǔn)備和取樣方法。其主要反映和表征構(gòu)成材料的相和組織組成物、晶粒（亦包括可能存在的亞晶）、非金屬夾雜物乃至某些晶體缺陷（例如位錯）的數(shù)量

14、、形貌、大小、分布、取向、空間排布狀態(tài)等。d.3 測試條件a) 放大倍率應(yīng)能在501000倍間變換；b) 光源的強弱及對比度等能根據(jù)環(huán)境進行設(shè)定；c) 應(yīng)能調(diào)節(jié)載物臺的位置；d) 采集的樣本視場內(nèi)形貌可以度量相關(guān)的尺度。d.4 測試步驟a) 用真空吸筆取晶片放置；b) 根據(jù)觀察試樣所需的放大倍數(shù)要求，正確選配物鏡和目鏡；c) 利用邊界調(diào)節(jié)合適的焦距，再對各區(qū)域進行用低倍鏡掃描檢查，用高倍鏡確認具體缺陷項目； d) 按定義的表面缺陷的標(biāo)準(zhǔn)對各項進行檢查。附錄e （規(guī)范性附錄）自動光學(xué)缺陷檢查設(shè)備分類測試圖形化襯底片的表面質(zhì)量e.1 測試目的本方法用于測試圖形化襯底片的表面質(zhì)量。e.2 測試原理自

15、動光學(xué)缺陷檢查分為兩部分：光學(xué)部分和圖像處理部分。通過光學(xué)部分獲得需要檢測的圖像；通過圖像處理部分來分析、處理和判斷。圖像處理部分需要很強的軟件支持，因為各種缺陷需要不同的計算方法用電腦進行計算和判斷。e.3 測試條件a) 光源可設(shè)定，根據(jù)缺陷的大小和面積，預(yù)先對光源強弱設(shè)定；b) 位置應(yīng)可設(shè)定，取像位置能調(diào)整與設(shè)定，設(shè)置自動對焦。e.4 測試步驟a) 放上待檢品及收料晶片盒；b) 載入?yún)?shù)；c) 按確認進行機臺初始化；d) 執(zhí)行掃描；e) 檢驗結(jié)束依規(guī)格收料；f) 軟件分析測試結(jié)果，自動生成結(jié)果。de附錄f （規(guī)范性附錄）多點數(shù)值法測試圖形化襯底片的圖形一致性f.1 測試目的本方法用于測試圖

16、形化襯底片的圖形一致性。f.2 測試原理利用測試圖形化襯底片的圖形結(jié)構(gòu)參數(shù)的法方測得多個測試點的數(shù)值采樣，通過對相應(yīng)樣本空間的數(shù)值計算，利用標(biāo)準(zhǔn)偏差等樣本數(shù)值離散程度來反應(yīng)樣品結(jié)構(gòu)參數(shù)的一致性。f.3 測試條件a) 采集點的選取應(yīng)能代表整個襯底片的情況；b) 應(yīng)盡可能多的選取采集點；c) 去除無效區(qū)域的數(shù)值采集。f.4 測試步驟a) 測試圖形化襯底片的圖形結(jié)構(gòu)參數(shù)的法方測試多個點的數(shù)值，并分別記錄為（x1，x2，,xn）；b) s值的計算公式如下：其中n是樣本數(shù)，是樣本的平均值。s值越小，表明樣本數(shù)據(jù)值偏離算術(shù)平均值的程度，即圖形一致性越好；c) 亦可采用如下公式計算u值：其中、是樣本的最大值與最小值。u值越小，表明樣本的離散程度越小，也能反映圖形一致性的程度。ef附錄g （規(guī)范性附錄）反射譜掃描圖示法測試圖形化襯底片的圖形一致性g.1 測試目的本方法用于測試圖形化襯底片的圖形一致性。g.2 測試原理用激光作光源，利用激光的相干性和空間濾波的方法，形成波面高度均勻的發(fā)散光束，照射試樣表面。由于試樣表面存在各種不均勻性，反射光束的波面將發(fā)生畸變，畸變波面空間折疊，用一定的接收裝置（ccd或攝像機)接收、記錄反射圖像，或相關(guān)光電信號的值，經(jīng)過計算機