國家標(biāo)準(zhǔn)-磷化鎵單晶-編制說明

國家標(biāo)準(zhǔn)《磷化鎵單晶》編制說明（送審稿）一、工作簡況1、立項(xiàng)目的與意義磷化鎵（GaP）是Ⅲ族元素Ga和Ⅴ族元素P化合而成的半導(dǎo)體材料。磷化鎵單晶是一種電子功能材料，主要用于制備可見光的發(fā)光二極管，根據(jù)摻雜的不同，可以發(fā)出紅色、黃色、綠色等不同顏色的光，具有一定的市場價(jià)值。隨著磷化鎵單晶生產(chǎn)水平的提高，目前現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)GB/T20229-2006《磷化鎵單晶》已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有產(chǎn)品的需求，有必要對(duì)原來的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行修訂、增加其他相關(guān)指標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)修訂后，可作為磷化鎵單晶行業(yè)今后組織生產(chǎn)、銷售和接受質(zhì)量監(jiān)督的依據(jù)，以利于磷化鎵單晶材料的更好發(fā)展。2、任務(wù)來源根據(jù)《國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)關(guān)于下達(dá)2019年第四批推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃的通知》（國標(biāo)委發(fā)[2019]40號(hào)，2019年12月31日）的要求，由中國電子科技集團(tuán)公司第十三研究所（以下簡稱中國電科13所）負(fù)責(zé)修訂GB/T20229-2006《磷化鎵單晶》，計(jì)劃編號(hào)為20194175-T-469，項(xiàng)目周期為18個(gè)月。3、主要工作過程3.1起草階段中國電科13所于2020年1月成立編制組，負(fù)責(zé)本標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)研和編寫工作。2020年1月～7月之間，編制組根據(jù)任務(wù)落實(shí)確定的起草原則，對(duì)國內(nèi)外生產(chǎn)磷化鎵單晶產(chǎn)品的相關(guān)企業(yè)進(jìn)行調(diào)研和統(tǒng)計(jì)，并調(diào)研了下游客戶的質(zhì)量要求，按照產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的編制原則、框架要求和國家的法律法規(guī)，同時(shí)結(jié)合企業(yè)的一些技術(shù)指標(biāo)和檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，起草了本標(biāo)準(zhǔn)的初稿。2020年9月23日～25日，在昆明召開了《磷化鎵單晶》國家標(biāo)準(zhǔn)第一次工作會(huì)議（討論會(huì)），會(huì)上與會(huì)專家對(duì)標(biāo)準(zhǔn)討論稿進(jìn)行了逐條討論，并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)文本提出了具體的修改和補(bǔ)充建議。會(huì)后，編制組根據(jù)會(huì)議意見對(duì)標(biāo)準(zhǔn)討論稿進(jìn)行了修改，形成了標(biāo)準(zhǔn)的征求意見稿和編制說明（征求意見稿）。3.2征求意見階段2020年11月編制組形成了征求意見稿，將征求意見稿及編制說明，發(fā)函磷化鎵材料相關(guān)的生產(chǎn)、使用、檢測等相關(guān)單位廣泛征求意見。結(jié)合征求的意見，編制組對(duì)標(biāo)準(zhǔn)整體進(jìn)行梳理和修改，于2021年3月再次將征求意見稿和編制說明發(fā)函征求意見。共征求了47家單位意見，其中8家單位回函，7家單位提出了意見，共征集到29條意見，具體見意見匯總表。編制組根據(jù)回函意見對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修改，形成了標(biāo)準(zhǔn)的送審稿和編制說明（送審稿）。4、主要起草單位和工作成員及其所作的工作本項(xiàng)目牽頭單位中國電子科技集團(tuán)公司第十三研究所，多年從事電子材料和元器件的研制和生產(chǎn)，且重視標(biāo)準(zhǔn)化工作，是全國半導(dǎo)體器件標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)秘書處依托單位，是國際電工委員會(huì)IECTC47技術(shù)委員會(huì)的技術(shù)對(duì)口單位，多年來一直在標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域開展了大量國內(nèi)和國際標(biāo)準(zhǔn)化工作。中國電科13所從70年代開始從事磷化鎵單晶材料制備的科研工作，已有40余年的歷史，獲得過《磷化鎵材料在單晶爐內(nèi)合成和制備》的全國科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)。本單位具有豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)力量雄厚，專業(yè)配置合理，具有很強(qiáng)的科研技術(shù)開發(fā)能力，了解和熟悉國內(nèi)磷化鎵單晶材料的生產(chǎn)、使用和研制工作動(dòng)態(tài)及技術(shù)水平。中國電科13所曾編寫了GB/T20229《磷化鎵單晶》、GJB2917A《磷化銦單晶片規(guī)范》、GB/T20230《磷化銦單晶》、SJ/T21475《磷化銦單晶片幾何參數(shù)測試方法》等多項(xiàng)國軍標(biāo)、國標(biāo)及行軍標(biāo)。二、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容和確定主要內(nèi)容的依據(jù)1、編制原則本標(biāo)準(zhǔn)起草單位自接受起草任務(wù)后，成立了標(biāo)準(zhǔn)編制組負(fù)責(zé)收集生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、檢驗(yàn)數(shù)據(jù)、市場需求及客戶要求等信息，初步確定了《磷化鎵單晶》標(biāo)準(zhǔn)起草所遵循的基本原則和編制依據(jù)：查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)外客戶的相關(guān)技術(shù)要求；根據(jù)國內(nèi)磷化鎵單晶生產(chǎn)企業(yè)的具體情況，力求做到標(biāo)準(zhǔn)的合理性和實(shí)用性；根據(jù)技術(shù)發(fā)展水平及測試數(shù)據(jù)確定技術(shù)取值范圍；按照GB/T1.1、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)編寫的要求進(jìn)行格式和結(jié)構(gòu)編寫。2、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容和確定主要內(nèi)容的依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容是在GB/T20229-2006的基礎(chǔ)上，針對(duì)原有標(biāo)準(zhǔn)中與當(dāng)前實(shí)際應(yīng)用中不符合的部分進(jìn)行修訂，主要修訂內(nèi)容如下：補(bǔ)充“范圍”變動(dòng)內(nèi)容的解釋2.1牌號(hào)不再獨(dú)立進(jìn)行牌號(hào)的要求編寫，修改為符合GB/T14844的規(guī)定，形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。修訂了磷化鎵單晶錠的電學(xué)性能中n型材料的指標(biāo)，增加了半絕緣型、p型磷化鎵單晶錠的指標(biāo)。經(jīng)過調(diào)研中國電科13所、有研光電、日本信越化學(xué)等單位，電學(xué)性能指標(biāo)依據(jù)國內(nèi)多家單位電學(xué)參數(shù)結(jié)果，結(jié)合完成的多個(gè)課題指標(biāo)要求，綜合國外磷化鎵生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品參數(shù)，在滿足國內(nèi)客戶需求的基礎(chǔ)上，考慮現(xiàn)有國內(nèi)制備磷化鎵單晶錠的水平，制定出了電學(xué)特性參數(shù)的指標(biāo)。電學(xué)性能導(dǎo)電類型摻雜劑電阻率Ω·cm載流子濃度cm-3遷移率cm2/（V?s）n型S（0.1～6）×10-3（1.0～8.0）×1017≥100Te(1～6)×10-3≥5×1017≥100非摻≥1×10-3≤1×1016≥100p型Zn0.01～0.1≥1×1017≥20半絕緣型Fe≥5×107--2.3位錯(cuò)密度修訂了位錯(cuò)密度的表示方法，更改為位錯(cuò)密度級(jí)別，并將此節(jié)調(diào)整為磷化鎵單晶錠指標(biāo)。經(jīng)過調(diào)研中國電科13所、有研光電、日本信越化學(xué)等單位，位錯(cuò)密度指標(biāo)依據(jù)國內(nèi)多家單位電學(xué)參數(shù)結(jié)果，結(jié)合完成的多個(gè)課題指標(biāo)要求，綜合國外磷化鎵生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品參數(shù)，在滿足國內(nèi)客戶需求的基礎(chǔ)上，考慮現(xiàn)有國內(nèi)制備磷化鎵單晶錠的水平，制定出了位錯(cuò)密度參數(shù)的指標(biāo)。依據(jù)不夠充分原標(biāo)準(zhǔn)中將位錯(cuò)密度統(tǒng)一寫成不大于5×105個(gè)/cm2，隨著單晶制備水平的提高，目前可以做到更低位錯(cuò)密度水平。因此，進(jìn)行了修訂，將參數(shù)劃分為三個(gè)級(jí)別，如下表：位錯(cuò)密度級(jí)別劃分級(jí)別位錯(cuò)密度個(gè)/cm2Ⅰ≤1×105Ⅱ≤3×105Ⅲ≤5×1052.4表面取向增加了磷化鎵單晶片表面取向的偏離大小。根據(jù)目前國內(nèi)外磷化鎵生產(chǎn)廠家的實(shí)際生產(chǎn)情況，和用戶使用要求，綜合國外多家磷化鎵生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品參數(shù)，進(jìn)行指標(biāo)的增加。目前隨著加工水平的提高，生產(chǎn)廠家基本能滿足上述要求。解釋內(nèi)容過于雷同。建議從技術(shù)指標(biāo)的意義、重要性、影響因素等等角度解釋。2.5幾何參數(shù)增加了幾何參數(shù)指標(biāo)參考面長度及允許偏差、翹曲度、總厚度變化、總指示讀數(shù)，增加了63.5mm、76.2mm的單晶片指標(biāo)；根據(jù)目前國內(nèi)外磷化鎵生產(chǎn)廠家的實(shí)際生產(chǎn)情況，增加63.5mm磷化鎵單晶尺寸規(guī)格，將磷化鎵單晶片直徑分為“50.8mm和63.5mm”，并規(guī)定其相應(yīng)的幾何參數(shù)指標(biāo)。根據(jù)用戶使用要求，綜合國外多家磷化鎵生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品參數(shù)，修訂了磷化鎵單晶片的參數(shù)指標(biāo)。指標(biāo)如下所示：磷化鎵單晶片幾何參數(shù)直徑及允許偏差mm厚度及允許偏差μm參考面長度及允許偏差mm翹曲度warpμm總厚度變化TTVμm總指示讀數(shù)TIRμm50.8±0.5300±2016.0±2.0≤12≤15≤1063.5±0.5300±2020.0±2.0≤15≤15≤1076.2±0.5500±2022.0±2.0≤18≤15≤15在實(shí)際生產(chǎn)中，50.8mm直徑參考面長度一般采用16.0±2.0mm，63.5mm直徑參考面長度一般采用20±2.0mm，76.2mm直徑參考面長度一般采用22±2.0mm,后續(xù)加工時(shí)定晶向較方便準(zhǔn)確；實(shí)際生產(chǎn)中晶片幾何參數(shù)的總厚度變化和翹曲度在表3范圍內(nèi)的研磨片，后續(xù)外延層的生長質(zhì)量較好。2.6表面質(zhì)量增加了磷化鎵單晶片表面質(zhì)量要求，即應(yīng)無孿晶、無劃傷、無崩邊、無裂紋、無桔皮、無凹坑、無沾污等。根據(jù)目前國內(nèi)外磷化鎵生產(chǎn)廠家的實(shí)際生產(chǎn)情況，和用戶使用要求，綜合國外多家磷化鎵生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品參數(shù)，進(jìn)行指標(biāo)的增加。目前隨著加工水平的提高，生產(chǎn)廠家基本能滿足上述要求。這幾項(xiàng)要求為研磨片的基本要求，單晶片的表面質(zhì)量將直接影響后續(xù)外延層的生長質(zhì)量。技術(shù)內(nèi)容的確定依據(jù)解釋存在一樣的問題，解釋有點(diǎn)泛，需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行補(bǔ)充。2.7增加了第9章訂貨單內(nèi)容章節(jié)三、標(biāo)準(zhǔn)水平分析本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到了國內(nèi)先進(jìn)水平。四、與我國有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和相關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系本標(biāo)準(zhǔn)與國家現(xiàn)行法律、法規(guī)和相