《氮化镓衬底片》规范

1YS/TXXXX—XXXX氮化镓衬底片本文件规定了氮化镓衬底片的分类和牌号、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存、随行文件和订货单内容。本文件适用于半导体光电器件与电子器件用氮化镓衬底片的研发生产、测试检验等相关领域。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T1555半导体单晶晶向测定方法GB/T4326非本征半导体单晶霍尔迁移率和霍尔系数测量方法GB/T6624硅抛光片表面质量目测检验方法GB/T14140硅片直径测量方法GB/T14264半导体材料术语GB/T30867碳化硅单晶片厚度和总厚度变化测试方法GB/T31352蓝宝石衬底片翘曲度测试方法GB/T31353蓝宝石衬底片弯曲度测试方法GB/T32188氮化镓单晶衬底片X射线双晶摇摆曲线半高宽测试方法GB/T32189氮化镓单晶衬底表面粗糙度的原子力显微镜检验法GB/T32282氮化镓单晶位错密度的测量阴极荧光显微镜法GB/T36705氮化镓衬底片载流子浓度的测试拉曼光谱法GB/T37031半导体照明术语3术语和定义GB/T14264、GB/T37031界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1氮化镓复合衬底GaNcompositesubstrate由氮化镓单晶薄膜材料与其支撑基底构成的复合结构，用于外延沉积、扩散、离子注入等后续工艺操作的氮化镓基片。[来源：GB/T37031—2018，]3.2氮化镓自支撑衬底free-standingGaNsubstrate半导体工艺中的基底，具有特定晶面和相应电学、光学和机械特性，用于外延沉积、扩散、离子注入等后续工艺操作的氮化镓基片。[来源：GB/T37031—2018，]3.3半绝缘型衬底semi-insulatingsubstrate通过本征控制或掺杂工艺使半导体材料的费米能级固定在能带中央，电阻率大于106Ω.cm的衬底片。2YS/TXXXX—XXXX4分类和牌号4.1分类4.1.1产品按结构分为：a)氮化镓自支撑衬底片；b)氮化镓复合衬底片。4.1.2产品按功能层的导电类型分为：a)电子型衬底片（nb)空穴型衬底片（pc)半绝缘型衬底片（SI）。4.2牌号4.2.1产品牌号表示为：4321其中：1、2、3、4分别代表牌号的第一项至第四项，“□”表示字母，“根”表示数字。4.2.2牌号的第一项用两位大写英文字母和一位数字表示产品代号，并符合下列规则。a)氮化镓自支撑衬底片分为圆形氮化镓自支撑衬底片与方形氮化镓自支撑衬底片。产品代号分别为：1）SF1——圆形自支撑衬底片；2）SF2——方形自支撑衬底片。b)氮化镓复合衬底片分为氮化镓/蓝宝石基复合衬底片、氮化镓/硅基复合衬底片、氮化镓/碳化硅基复合衬底片。产品代号分别为：1)ST1——氮化镓/蓝宝石基复合衬底片；2)ST2——氮化镓/硅基复合衬底片；3)ST3——氮化镓/碳化硅基复合衬底片。4.2.3牌号的第二项用三位英文字母表示特征代号，第一位与第二位小写，第三位大写，并符合下列规则：a)第一位小写字母表示功能层的导电类型，其中：1)n——电子型（n型）；2)p——空穴型（p型）；3)s——半绝缘型（SI）。b)第二位小写字母表示功能层的晶面，其中：2）m——(1010)面；3）a——(1120)面；4）r——(1102)面；5）s——(1013)面；6）e——(1122)面；3YS/TXXXX—XXXXc)第三位大写字母表示功能层的厚度，其中：1）Y——厚度不大于20μm的氮化镓复合衬底片；2）Z——厚度大于20μm但不大于50μm的氮化镓复合衬底片；3）H——厚度大于50μm的氮化镓复合衬底片。4）A——厚度不大于350μm的氮化镓自支撑衬底片；5）B——厚度大于350μm但不大于500μm的氮化镓自支撑衬底片；6）D——厚度大于500μm的氮化镓自支撑衬底片。4.2.4牌号的第三项用一位字母和三位数字表示尺寸代码，其中：a)圆形产品用字母“Φ”表示，后三位数字为其直径尺寸的整数值，不足三位数字时在前面用零填充足三位即可；b)方形产品用大写字母“L”表示，后三位数字为其对角线的整数值，不足三位数字时在前面用零填充足三位即可。4.2.5牌号的第四项以大写英文字母表示派生产品代号（生产厂家产品系列号），需要时增设。）；5技术要求5.1氮化镓自支撑衬底片5.1.1几何参数尺寸及偏差氮化镓自支撑衬底片的尺寸及偏差应符合表1的规定。表1氮化镓自支撑衬底片尺寸及偏差厚度氮化镓自支撑衬底片的厚度偏差及总厚度变化应符合表2的规定。表2氮化镓自支撑衬底片厚度偏差及总厚度变化4YS/TXXXX—XXXX翘曲度氮化镓自支撑衬底片的翘曲度应符合表3的规定。表3氮化镓自支撑衬底片翘曲度弯曲度氮化镓自支撑衬底片的弯曲度应符合表4的规定。表4氮化镓自支撑衬底片弯曲度5.1.2表面质量氮化镓自支撑衬底片表面呈镜面状，应无发黄、发黑等色差，其表面缺陷与表面粗糙度应符合表5的规定。表5氮化镓自支撑衬底片表面缺陷与表面粗糙度项目不同规格属性氮化镓自支撑衬底片表面缺陷与表面粗糙度的要方形沾污无无无无刮伤、划痕（总长度）mm无221裂纹、鸭爪、波纹、橘皮、雾、崩边无无无无点状缺陷（小丘或坑，径度不小于1mm）个/cm无111点状缺陷（小丘或坑，径度小于1mm）个/cm12215YS/TXXXX—XXXX表5氮化镓自支撑衬底片表面缺陷与表面粗糙度（续）项目不同规格属性氮化镓自支撑衬底片表面缺陷与表面粗糙度的要方形表面粗糙度Ranm0.25.1.3晶体质量表面取向氮化镓自支撑衬底片的表面取向应符合表6的规定。表6氮化镓自支撑衬底片的表面取向°半峰宽氮化镓自支撑衬底片的半峰宽应符合表7的规定。表7氮化镓自支撑衬底片的半峰宽 位错密度氮化镓自支撑衬底片的位错密度应不大于3×106cm-2。5.1.4电学参数氮化镓自支撑衬底片的电学参数应符合表8的规定。表8氮化镓自支撑衬底片的电学参数>1×10>1×10- 5.2氮化镓复合衬底片6YS/TXXXX—XXXX5.2.1几何参数直径氮化镓复合衬底片的直径及允许偏差应符合表9的规定。表9氮化镓复合衬底片直径及允许偏差厚度氮化镓复合衬底片的外延层厚度偏差及总厚度变化应符合表10的规定。表10氮化镓复合衬底片外延层厚度及总厚度变化YZ>20～50H>50翘曲度氮化镓复合衬底片的翘曲度应符合表11的规定。表11氮化镓复合衬底片翘曲度YZ>20～50H>50弯曲度氮化镓复合衬底片的弯曲度应符合表12的规定。表12氮化镓复合衬底片弯曲度YZ>20～50H>505.2.2表面质量氮化镓复合衬底片的表面呈镜面状，应无发黄、发黑等色差，其表面缺陷与表面粗糙度应符合表13的规定。表13氮化镓复合衬底片表面缺陷与表面粗糙度7YS/TXXXX—XXXX项目不同规格氮化镓复合衬底片表面缺陷与表面粗糙度要求，≤沾污无无无刮伤、划痕（总长度）mm无无无裂纹、鸭爪、波纹、橘皮、雾、崩边无无无点状缺陷（小丘、坑，径度不小于1mm）个/cm无无无点状缺陷（小丘、坑，径度小于1mm）个/cm111表面粗糙度Ranm5.2.3晶体质量表面取向氮化镓复合衬底片的表面取向应符合表14的规定。表14氮化镓复合衬底片的表面取向° 半峰宽氮化镓复合衬底片的半峰宽允许值应符合表15的规定。表15氮化镓复合衬底片的半峰宽 5.2.4电学参数氮化镓复合衬底片的电学参数应符合表16的规定。表16氮化镓复合衬底片的电学参数>1×10>1×10--5.3其他如需方对氮化镓衬底片有其他要求，由供需双方协商确定。8YS/TXXXX—XXXX6试验方法6.1几何参数6.1.1尺寸氮化镓复合衬底片氮化镓复合衬底片直径按GB/T14140规定的方法测量。圆形氮化镓自支撑衬底片圆形氮化镓自支撑衬底片直径按GB/T14140规定的方法测量。方形氮化镓自支撑衬底片方形氮化镓自支撑衬底片长宽边尺寸采用千分尺/游标卡尺法测量。6.1.2厚度氮化镓衬底片厚度按GB/T30867规定的方法测量。6.1.3翘曲度氮化镓衬底片翘曲度按GB/T31352规定的方法测量。6.1.4弯曲度氮化镓衬底片弯曲度按GB/T31353规定的方法测量。6.2表面质量6.2.1表面缺陷氮化镓衬底片的表面颜色、表面的沾污及刮伤、划痕、裂纹、鸭爪、波纹、桔皮、雾、崩边按GB/T6624规定的方法检测。氮化镓衬底片表面的点状缺陷用光学显微镜测试，放大倍数物镜10×,目镜为5×,采用五点法取样，测试区域及位置应符合附录A的规定。6.2.2表面粗糙度氮化镓衬底片表面粗糙度按GB/T32189规定的方法测试。6.3晶体质量6.3.1表面取向氮化镓衬底片表面取向按GB/T1555的规定的方法测试。6.3.2半峰宽氮化镓衬底片的半峰宽按GB/T32188的规定的方法测试。6.3.3位错密度氮化镓自支撑衬底片的位错密度按GB/T32282规定的方法测试。6.4电学参数氮化镓自支撑衬底片的电学参数（包括导电类型、载流子浓度、迁移率以及电阻率）按GB/T4326或GB/T36705规定的方法测试，仲裁时按GB/T4326规定的方法进行测试。氮化镓复合衬底片的电学参数（包括导电类型、载流子浓度、迁移率以及电阻率）按附录B规定的方法测试。9YS/TXXXX—XXXX7检验规则7.1检验与验收7.1.1产品由供方或第三方进行检验，保证产品质量符合本文件及订货单的规定。7.1.2需方可对收到的产品按本文件的规定进行检验。如检验结果与本文件及订单的规定不符时，应在收到产品之日起三个月内以书面形式向供方提出，由供需双方协商解决。如需仲裁，应由供需双方协商确定。7.2组批氮化镓衬底片应成批提交验收，每批应由同一类别、同一牌号、相同几何参数的产品组成。7.3检验项目及取样氮化镓衬底片的检验项目及取样应符合表17的规定。表17检验项目及取样-7.4检验结果的判定7.4.1产品几何参数、表面取向及半峰宽的检验结果中有任何一项不合格时，判该片产品不合格。7.4.2产品表面质量、位错密度及电学参数的检验结果中有任何一项不合格时，允许取双倍数量的试样对不合格项进行重复检验，重复检验仍有任一项结果不合格时，判该批产品不合格。8标志、包装、运输、贮存、随行文件8.1标志8.1.1检验合格的氮化镓衬底片的标志应符合以下规定：a)氮化镓复合衬底片的基底应有激光打印标志；b)氮化镓自支撑衬底片的背面应有激光打印标志；c)产品激光打印标记的内容由供需双方协商确定，并在订货单中注明。8.1.2包装盒标志产品包装盒上应粘贴标签，其上注明：YS/TXXXX—XXXXa)产品名称；b)产品牌号；生产日期；商标。8.2包装产品应使用防擦伤、防玷污、防碎裂的专用包装盒进行包装。8.3运输产品运输过程中不应与酸、碱等腐蚀性物质混装。8.4贮存产品应保存在无腐蚀气体的清洁仓库内，储存环境温度应为20℃~25℃,湿度为40%～60%。9订货单内容需方可根据自身的需要，在订购本文件所列产品的订货单内，列出以下内容：a)产品名称；b)产品导电类型；c)产品数量；d)产品规格；f)其他。YS/TXXXX—XXXX（规范性）氮化镓衬底片表面质量检测取样区域及位置A.1氮化镓复合衬底片与圆形氮化镓自支撑衬底片表面质量检测取样区域氮化镓复合衬底片与圆形氮化镓自支撑衬底片表面质量检测采用○1中心点（0,0）、○2（-3/4图A.1氮化镓复合衬底片与圆形氮化镓自支撑衬底片表面质量检测取样区域A.2方形氮化镓自支撑衬底片表面质量检测取样区域方形氮化镓自支撑衬底片表面质量检测取样区域为对角线的交点区域○1（如图A.2所示）。图A.2方形氮化镓自支撑衬底片表面质量检测取样区域YS/TXXXX—XXXX（规范性）氮化镓复合衬底片电学参数测试B.1范围本方法适用于氮化镓复合衬底片电学参数的测试。B.2测试原理当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，产生霍尔效应。根据流入样品的电流及电极两端的电势差，结合样品的厚度通过拟合计算便可得到电阻率、迁移率等电学参数。B.3仪器霍尔效应测试系统。B.3试验步骤B.3.1在待测样品正表面距离边缘2