（高清版）GBT 20229-2022 磷化鎵單晶

2022-03-09發(fā)布I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件代替GB/T20229—2006《磷化鎵單晶》,與GB/T20229—2006相比，除結構調整和編輯性改動外，主要技術變化如下：a)更改了適用范圍(見第1章，2006年版的第1章);b)增加了“術語和定義”一章(見第3章);c)更改了牌號的表示方法(見第4章，2006年版的3.1);d)更改了摻雜n型磷化鎵單晶錠的載流子濃度、電阻率要求(見5.1.1,2006年版的3.2.2);e)增加了p型、半絕緣型磷化鎵單晶錠的電學性能要求(見5.1.1);f)刪除了磷化鎵單晶錠直徑的要求(見2006年版的3.2.4);g)增加了磷化鎵單晶錠的位錯密度要求(見5.1.3);h)刪除了磷化鎵單晶錠無孿晶線的要求(見2006年版的3.2.5);i)更改了磷化鎵單晶研磨片位錯密度的要求(見5.2.1,2006年版的3.3.2);j)增加了磷化鎵單晶研磨片表面取向的要求(見5.2.2);k)更改了直徑50.8mm磷化鎵單晶研磨片的厚度及允許偏差要求(見5.2.3,2006年版的3.3.4);1)增加了磷化鎵單晶研磨片幾何參數(shù)中翹曲度、總厚度變化、總指示讀數(shù)的要求(見5.2.3);m)增加了直徑63.5mm、76.2mm磷化鎵單晶研磨片的幾何參數(shù)要求(見5.2.3);n)更改了磷化鎵單晶研磨片表面質量的要求(見5.2.4,2006年版的3.3.3);o)更改了試驗方法(見第6章，2006年版的第4章);p)更改了組批、檢驗項目、取樣及檢驗結果的判定(見第7章，2006年版的第5章);q)更改了標志的要求(見8.1,2006年版的6.1);r)更改了包裝的要求(見8.2,2006年版的6.2、6.3);s)更改了隨行文件的要求(見8.5,2006年版的6.5);t)增加了訂貨單內容(見第9章);u)增加了規(guī)范性附錄“磷化鎵單晶位錯密度的測試方法”(見附錄A)。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由全國半導體設備和材料標準化技術委員會(SAC/TC203)與全國半導體設備和材料標準化技術委員會材料分技術委員會(SAC/TC203/SC2)共同提出并歸口。本文件起草單位：中國電子科技集團公司第十三研究所、有研國晶輝新材料有限公司、有色金屬技術經濟研究院有限責任公司。本文件于2006年首次發(fā)布，本次為第一次修訂。1件及訂貨單內容。本文件適用于制作光電、微電及聲光器件用的磷化鎵單晶錠及磷化鎵單晶研磨片。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T1555半導體單晶晶向測定方法GB/T2828.1—2012計數(shù)抽樣檢驗程序第1部分：按接收質量限(AQL)檢索的逐批檢驗抽樣計劃GB/T4326非本征半導體單晶霍爾遷移率和霍爾系數(shù)測量方法GB/T6618硅片厚度和總厚度變化測試方法GB/T6620硅片翹曲度非接觸式測試方法GB/T6621硅片表面平整度測試方法GB/T6624硅拋光片表面質量目測檢驗方法GB/T14264半導體材料術語GB/T14844半導體材料牌號表示方法SJ/T11488半絕緣砷化鎵電阻率、霍爾系數(shù)和遷移率測試方法3術語和定義GB/T14264界定的術語和定義適用于本文件。4牌號磷化鎵單晶錠和磷化鎵單晶研磨片的牌號表示方法應符合GB/T14844的規(guī)定。5技術要求5.1磷化鎵單晶錠特性磷化鎵單晶錠的電學性能應符合表1的規(guī)定。2表1電學性能導電類型摻雜劑電阻率載流子濃度遷移率cm2/(V·s)S0.01～0.51.0×101?~1.0×1010.01～0.51.0×101?~1.0×1018非摻——0.5×101?~2.0×101——半絕緣型(SI)Fe磷化鎵單晶錠的晶向為<111〉。磷化鎵單晶錠的位錯密度應符合表2的規(guī)定。表2位錯密度級別位錯密度個/cm2I≤1×10?ⅡⅢ≤5×10?磷化鎵單晶錠的表面應無裂紋、無夾雜、無微孔等。5.2磷化鎵單晶研磨片特性磷化鎵單晶研磨片的電學性能、位錯密度應分別符合磷化鎵單晶錠特性中5.1.1、5.1.3的要求，由供方提供對應磷化鎵單晶錠的檢驗結果。磷化鎵單晶研磨片的表面取向為(111),偏離范圍為±0.5°。磷化鎵單晶研磨片的幾何參數(shù)應符合表3的規(guī)定。3表3幾何參數(shù)直徑及允許偏差厚度及允許偏差總厚度變化(TTV)翹曲度(warp)總指示讀數(shù)(TIR)6試驗方法6.1磷化鎵單晶錠6.1.1電學性能6.1.1.1磷化鎵單晶錠導電類型的檢測按GB/T4326的規(guī)定進行。6.1.1.2n型、p型磷化鎵單晶錠電阻率、載流子濃度及遷移率的檢測按GB/T4326的規(guī)定進行。6.1.1.3半絕緣型磷化鎵單晶錠電阻率的檢測按SJ/T11488的規(guī)定進行。磷化鎵單晶錠晶向的檢測按GB/T1555的規(guī)定進行。磷化鎵單晶錠位錯密度的檢測按附錄A的規(guī)定進行。磷化鎵單晶錠外觀質量的檢測采用在日光燈下目視檢查。6.2磷化鎵單晶研磨片6.2.1表面取向磷化鎵單晶研磨片表面取向的檢測按GB/T1555的規(guī)定進行。6.2.2幾何參數(shù)6.2.2.1磷化鎵單晶研磨片直徑及允許偏差的檢測用精度0.02mm的量具進行。6.2.2.2磷化鎵單晶研磨片厚度及允許偏差、總厚度變化的檢測按GB/T6618的規(guī)定進行。6.2.2.3磷化鎵單晶研磨片翹曲度的檢測按GB/T6620的規(guī)定進行。6.2.2.4磷化鎵單晶研磨片總指示讀數(shù)的檢測按GB/T6621的規(guī)定進行。6.2.3表面質量磷化鎵單晶研磨片表面質量的檢測按GB/T6624的規(guī)定進行。47檢驗規(guī)則7.1檢驗和驗收7.1.1產品由供方或第三方進行檢驗，保證產品質量符合本文件及訂貨單的規(guī)定。7.1.2需方可對收到的產品按本文件的規(guī)定進行檢驗。如檢驗結果與本文件及訂貨單的規(guī)定不符時，應在收到產品之日起三個月內以書面形式向供方提出，由供需雙方協(xié)商解決。如需仲裁，應由供需雙方協(xié)商確定。7.2組批7.2.1磷化鎵單晶錠應成批提交驗收。每批應由同一根磷化鎵單晶錠組成。7.2.2磷化鎵單晶研磨片應成批提交驗收。每批應由同一牌號，并可追溯生產條件的磷化鎵單晶錠加工的磷化鎵單晶研磨片組成。7.3檢驗項目及取樣7.3.1磷化鎵單晶錠的檢驗項目及取樣應符合表4的規(guī)定。表4磷化鎵單晶錠的檢驗項目及取樣序號檢驗項目取樣技術要求的章條號試驗方法的章條號1電學性能每錠頭、尾各取1片5.1.16.1.12晶向5.1.26.1.23位錯密度5.1.36.1.34外觀質量逐錠5.1.46.1.47.3.2磷化鎵單晶研磨片的檢驗項目及取樣應符合表5的規(guī)定。表5磷化鎵單晶研磨片的檢驗項目及取樣序號檢驗項目取樣接收質量限AOI技術要求的章條號試驗方法的章條號1表面取向GB/T2828.1—2012中一般檢驗水平Ⅱ,正常檢驗一次抽樣5.2.26.2.12幾何參數(shù)5.2.36.2.23表面質量5.2.46.2.37.4檢驗結果的判定7.4.1磷化鎵單晶錠電學性能、晶向、位錯密度的檢驗結果中有任意一項不合格時，允許對該磷化鎵單晶錠另取雙倍數(shù)量的試樣，對不合格的項目進行重復檢驗。若重復檢驗結果仍有任一試樣不合格，則判該根磷化鎵單晶錠為不合格。7.4.2磷化鎵單晶錠的外觀質量檢驗結果不合格時，判該根磷化鎵單晶錠不合格。7.4.3磷化鎵單晶研磨片表面取向、幾何參數(shù)、表面質量的檢驗結果接收質量限應符合表5的規(guī)定，或由供需雙方協(xié)商確定。58.1標志8.1.1在檢驗合格的磷化鎵單晶研磨片的包裝片盒上應張貼標簽，其上注明：a)產品名稱；c)產品批號；d)產品數(shù)量；8.1.2產品包裝箱外應貼有標簽，其上標明：b)產品名稱；c)產品規(guī)格；d)產品數(shù)量；e)出廠日期；8.2.1磷化鎵單晶錠裝入潔凈的塑料袋內后，放入有凹槽的泡沫內，再置入包裝箱內。8.2.2磷化鎵單晶研磨片裝入潔凈的包裝片盒內，外用潔凈的塑料袋及鋁箔袋抽真空或充入氮氣密封8.4貯存產品應貯存在清潔、干燥的環(huán)境中。8.5隨行文件每批產品應附有隨行文件，其中除應包括供方信息、產品信息、本文件編號、出廠日期或包裝日期a)產品質量證明書，內容如下：●各項參數(shù)檢驗結果；●技術監(jiān)督部門印記和檢驗員蓋章。b)產品合格證，內容如下：6c)產品質量控制過程中的檢驗報告及成品檢驗報告。9訂貨單內容需方可根據(jù)自身的需要，在訂購本文件所列產品的訂貨單內，列出如下內容：a)產品名稱；b)產品規(guī)格；c)產品數(shù)量；d)本文件編號；e)本文件中要求在訂貨單中注明的內容；f)適用的包裝要求；7(規(guī)范性)磷化鎵單晶位錯密度的測試方法A.1原理磷化鎵單晶中位錯周圍的晶格會發(fā)生畸變，在一定條件下，某些化學腐蝕液對晶體缺陷部分有擇優(yōu)腐蝕作用，在晶體表面上的位錯露頭處腐蝕速度較快，進而形成具有特定形狀的腐蝕坑。在顯微鏡下觀察并按一定規(guī)則統(tǒng)計這些腐蝕坑，單位視場面積內的腐蝕坑個數(shù)即為位錯密度。A.2試劑A.2.2氫氟酸：質量分數(shù)40%～49%,分析純及以上。A.2.3硝酸銀溶液：稱取1g硝酸銀(質量分數(shù)不小于99.8%,分析純及以上)置于燒杯中，加入249mL去離子水，溶解，混勻。此溶液中硝酸銀濃度為0.4%(質量分數(shù))。A.3儀器設備金相顯微鏡，放大倍數(shù)為100倍～500倍。A.4試驗步驟A.4.1樣品制備將磷化鎵單晶錠切割成表面取向(111)±5°的晶片后，經研磨、雙面拋光后，使表面呈鏡面狀態(tài)、無A.4.2配制腐蝕液(111)磷面的腐蝕液為去離子水、硝酸銀溶液、硝酸、氫氟酸的混合液，其體積比為H?O:AgNO?:HNO?:HF=11:5:12:8。A.4.3腐蝕樣品將樣品放入水浴加熱至70℃±2℃的腐蝕液內，腐蝕時間為10min～12min。腐蝕完成后將樣品取出，用去離子水沖洗不少于5次，將樣品表面的化學試劑洗凈，吹干。A.4.4選擇視場面積將樣品置于金相顯微鏡載物臺上，選擇放大倍數(shù)為100倍，掃描整個樣品表面，估算位錯密度。根據(jù)位錯密度(Na),選取視場面積：a)N?≤10000,選用視場面積S≥0.001cm2;b)10000<N?≤500000,選用視場面積S≥0.0001cm2。采用17點計數(shù)方法進行位錯密度的測試。將晶片邊緣去除3mm后，在晶片互成45°角的任意直8GB/T20229—2022徑上以D/10(D為晶片直徑)為間距取測試點，如圖A.1所示。圖A.117點計數(shù)位置A.4.6觀測對每個測試圖像進行微調焦距，使其腐蝕坑更加清晰明顯，并對各個測試圖像中位錯腐蝕坑的數(shù)量進行統(tǒng)計。(111)磷面的典型位錯腐蝕坑如圖A.2所示。圖A.2(111)磷面的典型位錯腐蝕坑A.5試驗數(shù)據(jù)處理每個測試點的位錯密度按公式(A.1)計算：式中：N;——第i個測試點的位錯密度，單位為個每平方厘米(個/c