（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(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動外，主要技術(shù)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(shù)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(xué)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(zhì)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(jié)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(nèi)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(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由全國半導(dǎo)體設(shè)備和材料標準化技術(shù)委員會(SAC/TC203)與全國半導(dǎo)體設(shè)備和材料標準化技術(shù)委員會材料分技術(shù)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(shù)經(jīng)濟研究院有限責(zé)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(nèi)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(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)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(yīng)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(dǎo)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(zhì)量限(AQL)檢索的逐批檢驗抽樣計劃GB/T4326非本征半導(dǎo)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(zhì)量目測檢驗方法GB/T14264半導(dǎo)體材料術(shù)語GB/T14844半導(dǎo)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(shù)語和定義GB/T14264界定的術(shù)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(yīng)符合GB/T14844的規(guī)定。5技術(shù)要求5.1磷化鎵單晶錠特性磷化鎵單晶錠的電學(xué)性能應(yīng)符合表1的規(guī)定。2表1電學(xué)性能導(dǎo)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(yīng)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(yīng)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(xué)性能、位錯密度應(yīng)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(yīng)磷化鎵單晶錠的檢驗結(jié)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(yīng)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(xué)性能6.1.1.1磷化鎵單晶錠導(dǎo)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(zhì)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(zhì)量磷化鎵單晶研磨片表面質(zhì)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(chǎn)品由供方或第三方進行檢驗，保證產(chǎn)品質(zhì)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(chǎn)品按本文件的規(guī)定進行檢驗。如檢驗結(jié)果與本文件及訂貨單的規(guī)定不符時，應(yīng)在收到產(chǎn)品之日起三個月內(nèi)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(yīng)由供需雙方協(xié)商確定。7.2組批7.2.1磷化鎵單晶錠應(yīng)成批提交驗收。每批應(yīng)由同一根磷化鎵單晶錠組成。7.2.2磷化鎵單晶研磨片應(yīng)成批提交驗收。每批應(yīng)由同一牌號，并可追溯生產(chǎn)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(yīng)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(shù)要求的章條號試驗方法的章條號1電學(xué)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(zhì)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(yīng)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(zhì)量限AOI技術(shù)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(zhì)量5.2.46.2.37.4檢驗結(jié)果的判定7.4.1磷化鎵單晶錠電學(xué)性能、晶向、位錯密度的檢驗結(jié)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(fù)檢驗。若重復(fù)檢驗結(jié)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(zhì)量檢驗結(jié)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(zhì)量的檢驗結(jié)果接收質(zhì)量限應(yīng)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(yīng)張貼標簽，其上注明：a)產(chǎn)品名稱；c)產(chǎn)品批號；d)產(chǎn)品數(shù)量；8.1.2產(chǎn)品包裝箱外應(yīng)貼有標簽，其上標明：b)產(chǎn)品名稱；c)產(chǎn)品規(guī)格；d)產(chǎn)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(nèi)后，放入有凹槽的泡沫內(nèi)，再置入包裝箱內(nèi)。8.2.2磷化鎵單晶研磨片裝入潔凈的包裝片盒內(nèi)，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(chǎn)品應(yīng)貯存在清潔、干燥的環(huán)境中。8.5隨行文件每批產(chǎn)品應(yīng)附有隨行文件，其中除應(yīng)包括供方信息、產(chǎn)品信息、本文件編號、出廠日期或包裝日期a)產(chǎn)品質(zhì)量證明書，內(nèi)容如下：●各項參數(shù)檢驗結(jié)果；●技術(shù)監(jiān)督部門印記和檢驗員蓋章。b)產(chǎn)品合格證，內(nèi)容如下：6c)產(chǎn)品質(zhì)量控制過程中的檢驗報告及成品檢驗報告。9訂貨單內(nèi)容需方可根據(jù)自身的需要，在訂購本文件所列產(chǎn)品的訂貨單內(nèi)，列出如下內(nèi)容：a)產(chǎn)品名稱；b)產(chǎn)品規(guī)格；c)產(chǎn)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(nèi)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(xué)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(nèi)的腐蝕坑個數(shù)即為位錯密度。A.2試劑A.2.2氫氟酸：質(zhì)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(zhì)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(zhì)量分數(shù))。A.3儀器設(shè)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(jīng)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(nèi)，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(xué)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(diào)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