砷化鎵單晶編制說(shuō)明

1、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)砷化鎵單晶編制說(shuō)明（送審前征求意見(jiàn)稿）一、工作簡(jiǎn)況1. 立項(xiàng)目的和意義砷化鎵（ GaAs）單晶材料是目前生產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣泛，同時(shí)也是最重要的化合物半導(dǎo)體材料之一，是僅次于硅的第二代半導(dǎo)體材料。由于其優(yōu)越的性能和能帶結(jié)構(gòu)，使其在微波器件和發(fā)光器件等方面具有很大的發(fā)展空間，具有廣闊的市場(chǎng)前景。砷化鎵單晶作為一種新型的電子信息材料，技術(shù)水平的發(fā)展十分迅速。近年來(lái)，砷化鎵單晶的技術(shù)水平較 10 年前有了很大的提高，用途也得到了拓展，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1、砷化鎵單晶的直徑、重量不斷增大，生長(zhǎng)及加工工藝日趨成熟。2、100mm（4 英寸）、150mm（ 6 英寸）砷化鎵單晶均已批量生長(zhǎng)，

2、砷化鎵晶片也已經(jīng)規(guī)?；a(chǎn)和應(yīng)用。3、在材料性能上，目前的砷化鎵單晶與以往相比，國(guó)內(nèi)外客戶要求位錯(cuò)密度更低，材料的電學(xué)性能更加優(yōu)化。目前國(guó)內(nèi)砷化鎵單晶生長(zhǎng)，以及開(kāi)盒即用砷化鎵單晶片的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)打通，砷化鎵單晶的質(zhì)量水平影響下游的產(chǎn)業(yè)鏈，原有的標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20228-2006 所規(guī)定的的直徑、電阻率、位錯(cuò)密度等指標(biāo)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了客戶的市場(chǎng)需求，鑒于砷化鎵單晶近幾年的迅速發(fā)展，需要對(duì) GB/T 20228-2006砷化鎵單晶標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂，以引導(dǎo)砷化鎵行業(yè)發(fā)展，滿足市場(chǎng)需求和促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。2. 任務(wù)來(lái)源根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委關(guān)于下達(dá)2018 年第三批國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃的通知（國(guó)標(biāo)委綜合201860 號(hào)）的

3、要求，由云南中科鑫圓晶體材料有限公司等單位負(fù)責(zé)修訂砷化鎵單晶，計(jì)劃編號(hào) 20181810-T-469，項(xiàng)目周期 24 個(gè)月，要求完成時(shí)間2020 年 9 月。3. 標(biāo)準(zhǔn)主編單位簡(jiǎn)況云南中科鑫圓晶體材料有限公司是一家專業(yè)從事高效率太陽(yáng)能電池用鍺單晶、砷化鎵單晶等半導(dǎo)體晶體材料產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售的高科技企業(yè)。為充分發(fā)揮中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體所在半導(dǎo)體晶體材料研究開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)及云南臨滄鑫圓鍺業(yè)股份有限公司的資源優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)， 滿足國(guó)內(nèi)外太陽(yáng)能、 LED 產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展， 于 2008 年 6 月在昆明高新區(qū)共同設(shè)立“云南中科鑫圓晶體材料有限公司”（以下簡(jiǎn)稱“中科鑫圓” ）。中科鑫圓公司研究

4、掌握了VGF 單晶爐設(shè)計(jì)、 制造及單晶生長(zhǎng)熱場(chǎng)設(shè)計(jì)、 單晶生長(zhǎng)工藝和開(kāi)盒即用晶片加工工藝等核心產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。生產(chǎn)的鍺單晶片被國(guó)內(nèi)外客戶廣泛應(yīng)用于航空航天太陽(yáng)能電池和地面聚光光伏電站等高科技領(lǐng)域，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。中科鑫圓公司先后承擔(dān)了昆明市重大科技項(xiàng)目、云南省重點(diǎn)科技項(xiàng)目和國(guó)家科技支撐計(jì)劃等多項(xiàng)重大科技項(xiàng)目，主持起草了太陽(yáng)能電池用鍺單晶、區(qū)熔鍺錠等多項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。4. 主要工作過(guò)程項(xiàng)目立項(xiàng)之后，成立了以云南中科鑫圓晶體材料有限公司、云南臨滄鑫圓鍺業(yè)股份有限公司為主的編制組單位，經(jīng)調(diào)研國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，考慮用戶的當(dāng)前使用要求及以后技術(shù)發(fā)展的潛在使用要求，于20

5、18 年 10 月形成了討論稿。 2018 年 11月 14 日，由全國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備和材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)材料分技術(shù)委員會(huì)組織， 在福建省福州市召開(kāi)砷化鎵單晶標(biāo)準(zhǔn)第一次工作會(huì)議（討論會(huì)） ，與會(huì)專家對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的修訂提出了寶貴的意見(jiàn)。編制組根據(jù)專家意見(jiàn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)稿件修改后，于2019 年 6 月形成了征求意見(jiàn)稿（預(yù)審稿）。2019 年 11 月 20 日，在廣東省東莞市由全國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備和材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)材料分技術(shù)委員會(huì)組織召開(kāi)砷化鎵單晶標(biāo)準(zhǔn)第二次標(biāo)準(zhǔn)工作會(huì)議（預(yù)審會(huì)），來(lái)自北京大學(xué)東莞光電研究院、中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十六研究所、北京天科合達(dá)半導(dǎo)體股份有限公司等 13 家單位的 20 余名專家參加了

6、本次會(huì)議。會(huì)上對(duì)標(biāo)準(zhǔn)稿件進(jìn)行仔細(xì)的討論，形成了修改意見(jiàn)，具體見(jiàn)意見(jiàn)匯總表（提出單位為預(yù)審會(huì)）。2020 年 3 月，編制組根據(jù)預(yù)審會(huì)的意見(jiàn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)稿件進(jìn)行修改后形成了送審前的征求意見(jiàn)稿，上傳國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作管理平臺(tái)征求意見(jiàn)，同時(shí)發(fā)函主要生產(chǎn)、經(jīng)銷、使用、科研、檢驗(yàn)等單位及科研院所征求意見(jiàn)。二、 標(biāo)準(zhǔn)編制的原則和主要內(nèi)容的確定依據(jù)1、編制原則本標(biāo)準(zhǔn)起草單位自接受起草任務(wù)后，成立了本標(biāo)準(zhǔn)編制工作組，負(fù)責(zé)收集生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、檢驗(yàn)數(shù)據(jù)、市場(chǎng)需求及客戶要求等信息。以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20228-2006砷化鎵單晶為基礎(chǔ)，初步確定了砷化鎵單晶標(biāo)準(zhǔn)起草所遵循的基本原則和編制依據(jù)：1.1 標(biāo)準(zhǔn)的編寫(xiě)格式按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)G

7、B/T 1.1標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第 1 部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫(xiě)規(guī)則的統(tǒng)一規(guī)定和要求進(jìn)行編寫(xiě)。1.2 考慮用戶的當(dāng)前使用要求及以后技術(shù)發(fā)展的潛在使用要求。1.3 考慮國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。2、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的確定依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)代替 GB/T 20228-2006砷化鎵單晶。本標(biāo)準(zhǔn)與GB/T 20228-2006 相比，本次的主要修訂內(nèi)容主要有9 項(xiàng)，下面逐一說(shuō)明。1) 根據(jù)北京大學(xué)東莞光電研究院修改意見(jiàn)對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)中的“1 范圍”做了如下修改：對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍修改，增加LEC 、VGF 、VB 方法的描述，標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用范圍進(jìn)行了調(diào)整，同時(shí)，范圍中“技術(shù)要求”修改為“要求”。2) 刪除原標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)定義

8、中的 3.1 和 3.2，使內(nèi)容更簡(jiǎn)潔清晰、明確。3) 刪除原標(biāo)準(zhǔn)表 1 中的“ LEC”三個(gè)字母，增加“電阻率”三字；刪除產(chǎn)品分類中的水平布里奇曼法（ HB ），保留目前砷化鎵企業(yè)主要使用的制備方法。4) 原標(biāo)準(zhǔn)中的“遷移率和電子遷移率”統(tǒng)一修改為“霍爾遷移率”；用以統(tǒng)一目前通用的電學(xué)性能測(cè)試用語(yǔ)。5) 增加了砷化鎵單晶尺寸的規(guī)定和砷化鎵單晶片的幾何參數(shù)的規(guī)定， 為砷化鎵單晶棒切割提供參考。6) 對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)中的位錯(cuò)等級(jí)進(jìn)行了重新劃分； 采納東莞市中鎵半導(dǎo)體科技有限公司的修改意見(jiàn)，增加位錯(cuò)等級(jí)劃分（羅馬數(shù)字表示）。7) 修改原標(biāo)準(zhǔn)表 1 中 SI（半絕緣）的摻雜劑、電子遷移率、電阻率范圍，增加截

9、面電阻均勻性偏差并增加定義進(jìn)行說(shuō)明；8) 采納北京天科合達(dá)半導(dǎo)體股份有限公司的修改意見(jiàn)，刪除半絕緣摻雜劑（ Cr），保留目前市場(chǎng)常用的 SI 砷化鎵摻雜劑（ C），同時(shí)對(duì)半絕緣砷化鎵進(jìn)行重新分類。9) 增加了砷化鎵單晶尺寸的規(guī)定； 根據(jù)未來(lái)砷化鎵市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)， 同時(shí)增加了 150mm、200mm 直徑要求。三、標(biāo)準(zhǔn)水平分析本標(biāo)準(zhǔn)擬代替 GB/T 20228-2006砷化鎵單晶，為推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。四、與現(xiàn)行法律、法規(guī)、強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)配套情況本標(biāo)準(zhǔn)是對(duì) GB/T 20228-2006砷化鎵單晶的修訂和補(bǔ)充，與國(guó)家現(xiàn)行法律、法規(guī)和相關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)不存在相違背和抵觸的地方。五、重大分歧意見(jiàn)的處理經(jīng)過(guò)和依據(jù)在本標(biāo)準(zhǔn)修訂過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)重大分歧意見(jiàn)。六、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議本標(biāo)準(zhǔn)將作為推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。七、廢止現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議本標(biāo)