氮化镓外延片及衬底片通用规范

氮化镓外延片及衬底片通用规范

国家标准 GB/T37053一2018 氮化嫁外延片及衬底片通用规范 Generalspeeiieationforepitaxial waferSand substratesbasedongaliumnitride 2018-12-28发布 2019-07-01实施 国家市场监督管理总局 发布 币国国家标准化管理委员会国家标准
GB/37053一2018 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 请注意本文件的某些内容可能涉及专利 本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任 本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会(SAC/TC203)与全国半导体设备和材料标准 化技术委员会材料分技术委员会(SAC/TC203/sC2)共同提出并归口 本标准起草单位;东莞市中嫁半导体科技有限公司、合肥彩虹蓝光科技有限公司、苏州纳维科技有 限公司、南京大学电子科学与工程学院、电子技术标准化研究院 本标准主要起草人:丁晓民、刘南柳潘尧波、徐科、修向前、孙永健、王香张国义
GB/37053一2018 氨化嫁外延片及衬底片通用规范 范围 本标准规定了氮化嫁外延片(以下简称外延片)及氮化嫁衬底片(以下简称衬底片)的通用规范,包 括产品分类,要求,检验方法、检验规则以及标志,包装,运输和储存等 本标准适用于氮化嫁外延片与氮化嫁衬底片 产品主要用于发光二极管,激光二极管、探测器等光 电器件,以及微波与电力电子功率器件 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 凡是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 件 GB/T5698一2001颜色术语 GB/T14264一2009半导体材料术语 术语和定义 GB/T56982001,GB/T14264一2009界定的以及下列术语和定义适用于本文件 为了便于使 用,以下重复列出GB/T14264一2009中的某些术语和定义 3.1衬底,结构 3.1.1 free-standingGaNsubstrate 氮化嫁自支撑衬底 半导体工艺中的基底,具有特定晶面和适当电学、光学和机械特性的用于外延沉积.扩散,离子注人 等后续工艺操作的氮化嫁基片 3.1.2 氮化嫁复合衬底GaNtemplate 由氮化嫁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、离子注人等后续工艺 操作的氮化基片 3.2衬底导电类型 3.2.1 semi-insulatingGaNsubstrate 氮化嫁半绝缘型衬底 电阻率大于10'Q”cm的氮化镶自支撑衬底 3.3材料特性 3.3.1 sheetresistanceuuniformity 面电阻均匀度 外延片中薄层电阻的分布状况,一般表述为面电阻最大值与最小值之差与平均面电阻的比值
GB/T37053一2018 3.3.2 残余应力residunlstress 在没有对物体施加外力时,物体内部存在的保持自相平衡的应力系统 3.3.3 thickness 厚度均匀性 unmiformmity 衬底材料片内外延层厚度的误差百分比 3.4制备技术 3.4.1 外延 epitaxy 用气相液相,分子束等方法在衬底上生长单晶薄层的工艺 [GB/T14264一2009,定义3.82] 3.4.2 wafer 外延片epitaxy 用气相、液相、分子束等方法在基质衬底上生长的半导体单晶薄层的晶片 3.43 外延衬底epitasial substrate 基片 Substrate 具有特定晶面和适当电学、光学和机械特性的用于生长外延层的洁净单晶薄片 3.4.4 metalorganiechemtealvapurdepwsiton;NM0ocvD 金属有机化学汽相沉积 金属有机化合物和非金属氢化物的汽相源经热分解合成反应外延生长单晶材料的方法 [s/T11395一2009,定义3.3.5 3.4.5 氢化物气相外延沉积hydtrtile vap0rphaseepitaXy 在气相状态下,至少采用一种氢化物材料,将半导体材料沉积在衬底上,使其沿着衬底的结晶轴方 向生长出一层单晶薄层的工艺 3.5功能器件性能 3.5.1 内量子效率 ntermalquantumeftieieney 从电极注人电荷转化的光子数与注人电荷数之比 注:内量子效率是电子和空穴的复合儿率,通过载流子复合产生激子的效率和从激子产生光子的效率三者的乘积 [GB/T20871.2一2007,定义2.2.1门 3.5.2 光功率保持率 lightpowermmaintenance 芯片在规定工作条件下连续工作规定时间后的光功率的值与其初始值之比 3.5.3 响应度 responsivity R 单位人射光功率作用到探测器后在外电路上产生的电流的大小 注单位为安每瓦(A/w.
GB/37053一2018 3.5.4 darkcurrent 暗电流 无光照时探测器中由于少数载流子的扩散而产生的漏电流 3.5.5 响应时间 responsetime 探测器接收到脉冲信号时响应从峰值到下降到峰值的一半时所用的时间 分类 4.1外延片按用途分为 -发光二极管用外延片; 激光二极管用外延片; 探测器用外延片; 微波功率器件用外延片; 电力电子功率器件用外延片 4.2外延片按有源层材料分为: 铝镶氨系(AGaN). 钢嫁氮系(ChGaN 4.3衬底片按结构分为 氮化嫁自支撑衬底片; 氮化嫁复合衬底片 4.4衬底片按导电性能分为 N型导电型(N型); P型导电型(P型); 半绝缘型(S型) S 要求 5.1几何参数 外延片及衬底片的几何参数应符合对应产品标准的规定,具体项目见表1 表1外延片及衬底片的几何参数 技术要求 参数 类别 最小值 额定值 最大值 直径 翘曲度 P型 外延片 厚度 有源层 N型
GB/T37053一2018 表1续 技术要求 类别 参数 最小值 额定值 最大值 直径 弯曲度 复合衬底片 翘曲度 厚度 总厚度变化 直径 弯曲度 自支撑衬底片 翘曲度 厚度 总厚度变化 注:“、/”表示规定采用的参数,“”表示没有相关参数规定 5.2表面质量 外延片及衬底片的表面质量应符合对应产品标准的规定,具体项目见表2 表2外延片及衬底片表面质量 技术要求 参数 最小值 额定值 最大值 划痕 点状缺陷 表面颗粒 表面粗糙度 注“、”表示规定采用的参数,“一”表示没有相关参数规定 5.3衬底片晶体质量 衬底片的晶体质量应符合对应产品标准的规定,具体项目见表3 表3衬底片晶体质量 技术要求 参数 最小值 额定值 最大值 晶面 参考面 峰位
GB/37053一2018 表3(续》 技术要求 参数 最小值 额定值 最大值 半峰宽 位错密度 注;“、/”表示规定采用的参数,“”表示没有相关参数规定 5.4衬底片电学特性 衬底片的电学特性应符合对应产品标准的规定,具体项目见表4 表4衬底片电学特性 技术要求 参数 最小值 最大值 N型 载流子浓度 P型 S型 N 型 迁移率 P型 s型 N型 电阻率 P型 S型 注;“、"表示规定采用的参数,“一"表示没有相关参数规定 5.5外延片光电特性 外延片的光电特性应符合对应产品标准的规定,具体项目见表5 表5外延片光电参数 技术要求 参 类别 最小值 最大值 正向电压/" V 反向电压/V 光电 发光二极管 反向电流/N 参数 峰值发射波长/nm 光谱辐射带宽/nm
GB/T37053一2018 表5(续 技术要求 类别 参数 最小值 最大值 主波长/" nm 电光转换效率/% 发光二极管 光功率保持率/% 静电放电敏感度 正向电压/八V 发射波/nm 输出功率/mw 激光二极管 输出功率不稳定度/"% 斜率、斜率效率/% 偏振度/% 闯值/mA 正向电压/八V 主波长/nm 光电 光电转换效率/% 参数 探测器 响应度/(A/w 响应时间/s 暗电流/A 薄膜电阻/Q口 迁移率/emV 微波功率器件 载流子浓度/cm 沟道漏电流/pA 漏极漏电流/4八 薄膜电阻/n口-" 迁移率/cm=V-'s" 电力电子 载流子浓度/em 功率器件 沟道漏电流/AA 漏极漏电流/1A 正向电压/V 发光二极管 峰值发射波长/nm 片内标准 主波长" nm 偏差 正向电压/V 激光二极管 峰值发射波长/nm
GB/37053一2018 表5(续》 技术要求 参 数 类别 最小值 最大值 正向电压/八 探测器 主波长" /nm 薄膜电阻/Q口" 片内标准 微波功率器件 偏差 迁移率/cnm'V -s 薄膜电阻/Q口" 电力电子 功率器件 迁移率/cmV-ls" 注 1;光电参数为将外延片制备成标准芯片,按芯片的测试方法测量 注2“、"表示规定采用的参数,“”表示没有相关参数规定 检验方法 6.1测试环境和条件 6.1.1标准测试环境 标准测试环境应符合对应方法标准的要求,如无规定,应按以下要求执行 温度:23C士10C; a D 相对湿度:20%80% 洁净度;E8级(必要时); d 气压;86kPa106kPa; 无影响测试准确度的机械振动、电磁和光照等干扰 e 除另有规定外,外延片全部光电参数均应在热平衡下进行 测试系统应接地良好 g 6.1.2仲裁测试环境 仲裁测试环境应符合对应方法标准的要求,如无规定,应按以下要求执行 温度;23C士3C; aa 相对湿度;40%一60% b 洁净度;E8级(必要时); d 气压;86kPa106kPa; 无影响测试准确度的机械振动电磁和光照等干扰; e 除另有规定外,外延片全部光电参数均应在热平衡下进行 测试系统应接地良好 g 6.1.3测试设备条件 测试设备条件应满足对应方法标准的要求,如无规定,应按以下要求执行 a 量程、偏移、稳定性,分辨率不确定度应符合相关标准的要求; b 应按规定间隔进行检定或校准,并有检定或校准证书,有明确的标志
GB/T37053一2018 有以标准形式发布的计量检定规程和校准规范 6.2几何参数 外延片及衬底片的几何参数测试方法应符合对应产品标准的规定 6.3表面质量 外延片及衬底片的表面质量测试方法应符合对应产品标准的规定 6.4衬底片晶体质量 衬底片的晶体质量测试方法应符合对应产品标准的规定 6.5衬底片电学特性 衬底片的电学参数测试方法应符合对应产品标准的规定 6.6外延片光电特性 外延片的光电参数测试方法应符合对应产品标准的规定 检验规则 7.1检查和验收 产品应由供方技术质量监督部门进行检验,以保证产品质量符合本标准及订货单的规定,并填写产 品的质量证明书 需方可对收到的产品按本标准的规定进行检验 在发现产品质量不符合本标准或订货单的要求 时,应在收到产品之日起1个月内向供方提出,由供需双方协商解决 组批、检验项目,、取样及检验结果的判定 7.2 产品的组批、检验项目、取样及检验结果的判定应符合对应产品标准的规定 标志、包装、运输、储存和质量证明书 8 8.1 标志 8.1.1产品标志 8.1.1.1自支撑衬底片的背面应有激光打印标志,具体位置和内容应符合对应产品标准的规定,可由供 需双方协商确定 8.1.1.2外延片及复合衬底片的标志采用基底的标志 8.1.2包装袋标志 包装袋上的标志内容如下 产品名称; a b) 产品牌号; 生产日期 c d) 承制方、,地址和商标;
GB/37053一2018 产品标准号 8.1.3外包装标志 外包装标志应包括“防雨淋”“防震动”“防挤压”以及温度、湿度范围的要求内容 8.2 包装 包装材料和方法如下: 包装盒采用专用防腐、防酸的聚四氟乙烯材料 a b 包装袋应使用有防擦伤、防沾污、防碎裂的专用材料 氮气环境下优于E5级超净环境中包装 8.3运输 产品运输过程中不能同酸,碱等腐蚀性物资混装,应轻装轻卸、防挤压,并采取防震防潮措施 8.4 储存 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23C土10C,相对湿度为20% 80%,储存过程中的检查,储存期限等内容符合对应产品标准的规定,或由供需双方协商确定 8.5质量证明书 每批产品应附有质量证明书,其上注明 供方名称 aa b)产品名称、牌号; 主要技术指标,如导电类型和位错密度、衬底片的定位边等 c 产品数量 d 检验员签章及检验日期 e 对应产品标准编号 f
GB/T37053一2018 考文献 参 [[1]GB/T20871.2一2007有机发光二极管显示器第2部分;术语与文字符号 [2]SI/T11395一2009半导体照明术语 0

氮化镓外延片及衬底片通用规范GB/T37053-2018

氮化镓是一种重要的半导体材料，具有广泛的应用前景。氮化镓外延片和衬底片是氮化镓材料制备的关键材料，在电子、光电、能源等领域有着广泛的应用。

为了规范氮化镓外延片和衬底片的生产和质量控制，国家制定了《氮化镓外延片及衬底片通用规范》（GB/T37053-2018）。该标准从材料、尺寸、形态、表面质量、光学性能、电学性能、热学性能、机械性能等方面对氮化镓外延片和衬底片进行了详细的规定和要求。

根据该标准，氮化镓外延片和衬底片应该具有一定的尺寸和形态要求，如直径、厚度、平整度等。表面质量也是非常重要的指标，包括光洁度、表面缺陷、晶体缺陷等。光学性能要求材料在特定波长下的反射率、透过率等指标符合要求。电学性能则主要关注材料的导电性、掺杂浓度等方面。热学性能涉及材料在高温环境下的稳定性和传热性能。机械性能要求材料在加工和使用中不易断裂、变形。

总之，《氮化镓外延片及衬底片通用规范》（GB/T37053-2018）对于氮化镓外延片和衬底片的生产和质量控制提供了基本标准和要求，有利于推动氮化镓材料的发展和应用。

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