锗晶体缺陷图谱

锗晶体缺陷图谱

国家标准 GB/T8756一2018 代替GB/T87561988 错晶体缺陷图谱 Coeetionofmetallographsondefetsofgermaniumerystal 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/T8756一2018 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准代替GB/T8756一1988《储晶体缺陷图谱》 本标准与GB/T8756一1988相比,主要技术变 化如下 一删除了原标准缺陷图谱34张,分别为图1、图2、图3鸡图4,图6,图8,图9、图15,图16、图20 图21、图23,图24、图28、图29、图30,图32、图33、图78、图87、图88、图90、图91、图95、 图96、图102、图106图113,图1l4,图115、图116,图124、图125、图132(见1988年版的第1 章、第2章、第3章); 增加了术语和定义(见第3章) 增加了图谱44张,分别为图1图2,图3,图4、图6图8图9,图13、图14、图15、图16,图22、 图23,图24,图29、图30,图31、图33、图34、图80,图89,图90,图92、图93,图96、图97 图98、图99、图105、图106、图116、图l17、图l18、图l19、图120、图128、图129、图130、 图131、图132、图133、图135、图141、图142(见第4章 完善了各类缺陷的特征及产生原因(见第4章); 增加了资料性附录A“晶体缺陷消除方法",给出了部分晶体缺陷的消除方法(见附录A); 删除了原标准中的“附录B透射电子显微镜技术(TEM)(补充件)”(见1988年版的附录B). 本标准由有色金属工业协会提出 本标准由全国有色金属标准化技术委员会(S.Ac/Tc243)归口 本标准起草单位;云南临沧鑫圆错业股份有限公司、有研光电新材料有限责任公司、云南中科鑫圆 晶体材料有限公司、中错科技有限公司、广东先导稀材股份有限公司、云南东昌金属加工有限公司、有色 金属技术经济研究院 本标准主要起草人;普世坤、惠峰、,董汝昆、冯德伸、柯尊斌、尹士平,朱刘、李素青 本标准所代替标准的历次版本发布情况为 GB/T8756一1988
GB/T8756一2018 绪晶体缺陷图谱 范围 本标准规定了错多晶、错单晶制备和机械加工过程中产生的缺陷，给出了各类缺陷的特征、产生原 因及消除方法 本标准适用于区熔错锭、错单晶、储研磨片和储抛光片生产过程中产生的缺陷 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 件 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 GB/T14264半导体材料术语 术语和定义 GB/T14264界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 杂质管道 impuritiespipeline 在错单晶中,沿晶体纵向形成的管道状杂质富集区 错晶体缺陷 4.1错多晶 4.1.1氧化物 4.1.1.1特征 晶体表面失去银灰色金属光泽,呈现不同颜色的表面膜,如图1所示 4.1.1.2产生原因 氧化物是由于晶体在高温状态下或长期暴露在空气中,以及在操作过程中引进的有机物在高温下 分解后,氧与储反应生成 4.1.2浮渣 4.1.2.1特征 在晶体表面呈现的无金属光泽的灰色薄层,如图2所示 4.1.2.2产生原因 浮渣是由氧与错和错中的硅相互作用的生成物,或是碳等漂浮在错熔体表面,熔体凝固后形成
GB/T8756一2018 4.1.3多晶空洞(孔洞 4.1.3.1 表面孔洞 4.1.3.1.1特征 在还原、区熔以及熔铸后,错晶体与容器相接触的表面可见的大小不等的坑,如图3和图4所示 4.1.3.1.2产生原因 在定向结晶、区熔提纯和熔铸过程中,熔体凝固时,熔体中的气体不能及时排出,致使与石墨容器 (特别是沉碳容器)接触的晶体表面产生大小不等的坑 4.1.3.2体内空洞 4.1.3.2.1特征 区熔错锭和熔铸储锭中有空洞时,在其切断面上可见的大小不等,形状各异的坑,如图5所示 4.1.3.2.2产生原因 熔体凝时溶于其中的气体呈过饱和状态,冷却速度过快气体不能及时排出,聚集于晶体内而形成空洞 4.1.3.3空洞夹层 4.1.3.3.1特征 熔铸储锭的切断面上、下面的分界线,在显微镜下观察,沿分界线呈密排小气孔,严重时肉眼可见， 如图6和图7所示 4.13.3.2产生原因 在惰性气体气氛下熔铸时,由于热场不均匀,使熔体的上、下面同时凝固,固液界面从上、下两个方 向向内部移动,溶于熔体中的气体聚集于交界面上 4.1.3.4消除方法 多晶空洞(孔洞)的消除方法参见附录A 4.1.4粗结晶 4.1.4.1特征 在储多晶表面存在的高低不平的结晶区,和周围区域有明显的界线,如图8和图9所示 4.1.4.2产生原因 在区熔过程中,局部的多晶料在熔区通过时未被熔化而漂浮在液面上,熔体凝固后形成粗结晶 4.2错单晶 4.2.1空位团 4.2.1.1特征 经化学腐蚀后,错单晶(111)面上显示出三角形浅底腐蚀坑,如图10所示;在(100)面上显示出方形
GB/T8756一2018 浅底腐蚀坑,如图11所示;在(110)面上显示出类似椭圆形浅底腐蚀坑,如图12所示 这些腐蚀坑在定 点重复腐蚀后会消失 4.2.1.2产生原因 处于高温下的晶体中,由于晶格原子热运动产生大量的空格点称为空位 随着温度的降低,空位逐 渐呈过饱和而凝聚成空位团 若晶体中存在有大量的位错,则这些过饱和的空位团会消失在位错上 因此,在无位错或低位错的晶体中可观察到空位团,如图13和图14所示 4.2.2位错 4.2.2.1特征 选择适当的腐蚀剂,对观察表面进行择优腐蚀,在位错线表面露头处,可以显示出与晶体晶向、腐蚀 剂的组成等条件有关的、特定形态的位错腐蚀坑 典型的位错腐蚀坑在(111)面上呈三角形;在(100)面 上呈方形;在(11o)面上呈萎形,实际上观察到的位错腐蚀坑形态是多种多样的,如图15~图21所示 储单晶横断面位错腐蚀坑的宏观分布有以下几种组态 位错均匀分布 a 位错均匀分布的形貌如图22所示 b)无位错 错单晶体内不存在位错线时,称为无位错错单晶 一般把位错密度不大于100个/cm'的储单晶称 为无位错错单晶,如图23~图25所示 位错排 当滑移面受到应力作用,滑移面上的位错沿滑移方向运动,由于某种原因位错滑移终止,其后沿同 一方向运动的位错受前面终止位错应力场的作用而按一定的距离排列成行,称为位错排 111)晶向错 单晶经腐蚀后,在(111)面上三角形位错腐蚀坑呈现为底边沿[ll0]晶向排列在一条直线上的图像,如图 26一图30所示 d小角晶界 111)晶向错单晶经腐蚀后,在(111)面上呈现一个三角形蚀坑顶角对另一个三角形蚀坑底边,沿 [100]晶向排列在一条直线上的图像,如图31一图35所示 取向差增大直线排列的位错腐蚀坑密度增 加 有时小角晶界和位错排同时存在,如图36所示 系属结构 ee 系属结构是小角晶界或位错排的局部密集排列,如图37~图40所示 位错堆 fD 在错单晶横断面的某一区域上有大量位错腐蚀坑聚集在一起,其位错密度为整个横断面平均位错 密度的儿倍,称为位错堆,如图！和图2所示 三角形结构 g 在(11)晶向错单晶横断面上,大量的位错腐蚀坑有规则地排列成三角形图像 三角形的三条边分 别平行于<《l10)方向,如图43所示 h “井"字形结构 在<100>晶向错单晶横断面上,大量的位错腐蚀坑有规则地排列成“井”字形图像,且平行于(1l10 方向,如图44所示 i 残余应力引起位错 在晶体生长过程以及晶体加工过程中由于残余应力引起位错,如图45所示 六角星形结构
GB/T8756一2018 在(1l1)晶向错单晶横断面上,大量的位错腐蚀坑有规则地排列成六角星形图像,且平行于(110)方 向,如图46和图47所示 “Y”形一环状分布 在错单晶横断面上,大量的位错腐蚀坑在某些区域集中分布,排列成“Y”形或“Y”形一环状分布如 图48和图49所示 l环状分布 在错单晶横断面上,位错腐蚀坑密集分布在横断面的中心区和靠近边缘的环形区域中,呈环形图像 如图50所示 m 花形结构 在储单晶横断面上位错腐蚀坑密集排列在某些区域,组成似花形图像,如图51和图52所示 4.2.2.2产生原因 在晶体生长过程中,籽晶中的位错、固液界面附近落入的不溶性固态颗粒、界面附近温度梯度或温 度波动以及机械振动都会在晶体中产生位错 在晶体生长后,快速降温也容易产生位错 4.2.3杂质条纹 4.2.3.1 特征 杂质条纹有一定的分布规律在垂直生长轴方向的横断面上，一般呈环状分布;在平行于生长轴 方向的纵剖面上,呈层状分布,如图53一图58所示 杂质条纹的形态反映了固液界面结晶前沿的 形状 4.2.3.2产生原因 在晶体生长时,由于重力产生的自然对流和搅拌产生的强制对流,引起固液界面附近的温度发生微 小的周期性变化,导致晶体微观生长速率的变化,或引起杂质边界层厚度起伏,以及小平面效应和热场 不对称等,均使晶体结晶时杂质有效分凝系数产生波动,引起晶体中的杂质浓度分布发生相应的变化， 从而在晶体中形成杂质条纹 杂质条纹的显示方法按附录B进行 4.2.3.3消除方法 杂质条纹的消除方法参见附录A 4.2.4杂质管道 4.2.4.1特征 在(1l1)晶向错单晶纵剖面上经化学腐蚀后出现如管道状的腐蚀条纹,在横断面上则出现近似圆形 或圆弧状的腐蚀条纹,如图59图62所示 在管道区内的杂质条纹呈直线状,与周围杂质条纹有明显 区别 4.2.4.2产生原因 按(1l1>)晶向生长的储单晶,在特定热场下,固液界面上会出现(1ll)小平面,由于小平面上的过冷 度较大,生长速度快,杂质的有效分凝系数差异较大,容易在晶体中形成一个杂质富集区,在化学腐蚀过 程中,此区易腐蚀,而显示出管道图像
GB/T8756一2018 4.2.5杂质析出 4.2.5.1 特征 在重掺杂错单晶横断面上,经化学腐蚀后呈现出凤尾状或花纹状图像,如图63图66所示 杂质 析出常出现在错单晶的尾部 4.2.5.2产生原因 在重掺杂错单晶生长过程中,由于结晶前沿附近熔体中杂质浓度逐渐升高,形成严重的组分过冷而 使熔体处于亚稳状态,在熔体结晶过程中,杂质浓度超过固体溶解度所致 4.2.5.3消除方法 杂质析出的消除方法参见附录A 4.2.6夹杂 4.2.6.1特征 晶体中存在异质颗粒称夹杂 某些夹杂物经化学腐蚀脱落后形成大小不等的浅坑,未脱落的形成 乳凸如图G7一图72所示;在电子显微镜下观察到错晶体中存在的氧化错、碳等夹杂,如图73一图75 所示 4.2.6.2产生原因 错多晶中石墨颗粒或未完全还原的二氧化错,以及在错单晶生长工艺中引人的不溶性杂质等都会 形成夹杂 4.2.7P-N结 4.2.7.1特征 在错晶体生长过程中有可能同时存在N型杂质和P型杂质，晶体拉制完成后会形成紧密接触的 N型掺杂区和P型掺杂区,如图76所示 4.2.7.2产生原因 在高纯错单晶的拉制过程中,N型杂质和P型杂质的含量相差不大,但由于它们的分凝系数相差 较大,结果在晶体的某一部分形成P-N结 PN结的显示方法按附录B进行 4.2.8凹坑 4.2.8.1特征 储晶体表面的一种浅凹陷,具有一个凹面,似球状的外形和倾斜的侧面,如图77和图78所示 在 适当的光照条件下,肉眼可见 4.2.8.2产生原因 错晶体经化学腐蚀后,由于晶体的局部区域具有较快的腐蚀速度,使晶体横断面上出现凹坑 腐蚀 温度越高或腐蚀时间越长,则凹坑就越深,甚至贯穿
GB/T8756一2018 4.2.9 单晶空洞 4.2.9.1 特征 错单晶内存在空洞时,在切断面上可见到的无规则、大小不等的小孔,如图79和图80所示 4.2.9.2产生原因 在惰性气体气氛下拉制储单晶时,由于气体在熔体中的溶解度较大,当晶体生长时,气体的溶解度 则减小呈过饱和状态 如果晶体生长速度过快,气体不能及时从熔体中排出,则会在晶体中形成空洞 4.2.10孪晶双晶 4.2.10.1 特征 在储晶体断面上呈现出的金属光泽不同的两部分,其分界线通常为直线,在晶体表面可观察到明显 的闭合交界曲线,如图81~图84所示 4.2.10.2产生原因 在错单晶生长过程中,固液界面处存在的固态小颗粒.机械振动拉晶速度过快,温度的突变以及熔 体中局部过冷都会导致成核中心产生李晶 4.2.11嵌晶 4.2.11.1特征 在错单晶内部存在与基体取向不同的小晶体(晶粒),称为嵌晶,横断面上呈现金属光泽不同的小区 域,如图85一图87所示 嵌晶可以是单晶或多晶 4.2.11.2产生原因 品向偏离度大、存在不溶性杂质、热场不对称等都可能引起嵌晶 嵌晶出现后,单晶体可以继续按 原晶向生长 4.2.12多晶 4.2.12.1特征 错晶体中出现多个取向不同的单晶体,称为多晶 在晶体的横断面上经研磨或化学腐蚀后呈现多 个金属光泽不同的区域,如图88~图94所示 4.2.12.2产生原因 错单晶拉制完成后出现多晶的原因种类很多,籽晶原有缺陷、籽晶熔接不好、生长过程中固液界面 处落人不熔性固态颗粒、原料熔化不完全、热场温度梯度影响等都有可能导致拉制出储多晶 4.3机械加工 4.3.1机械应力 4.3.1.1特征 错单晶在机械加工时,错片表面会引人机械应力缺陷,严重时,即使经研磨后表面上已看不见损伤
GB/T8756一2018 痕迹,但经化学腐蚀后又会呈现这种缺陷,如图95所示 4.3.1.2产生原因 储单晶在机械加工过程中由于外部受力,在储单晶内部产生相互作用的内力,以抵抗这种外因的 作用 4.3.2刀痕和锯纹 4.3.2.1 特征 刀痕或者锯纹是指用内圆切片机、线切割机加工晶体时在错片表面留下的纹路,表面严重的刀痕则 呈现一系列凹凸相间的圆弧形沟槽,弧的半径与切割刀片半径相同,锯纹则是一系列凹凸的直线型沟 槽,如图96图99所示 4.3.2.2产生原因 切割刀片不平整、转动时有较大的摆动、刀刃处的砂浆不均匀以及进刀速度过快等都会在切割的铬 片表面产生刀痕 切割线缠绕过松或者过紧、工作台上升迷度过快,砂浆不均匀等原因都会在错片表面 产生锯纹 4.3.3根部崩裂 4.3.3.1 特征 在储片边缘沿着刀痕有呈圆弧状的断裂,如图100所示 4.3.3.2产生原因 切割刀片安装不当,进刀速度过快,使晶片未被切割到底就崩裂,或是进刀不足,使晶片未被切割到 底,在取下晶片时根部发生崩裂 4.3.4斜片 4.3.4.1特征 错片两个表面不平行,经过研磨后某一区域未能磨到,称为斜片,如图101和图102所示 4.3.4.2产生原因 切割刀片安装太松,进刀速度太快,切割阻力超过刀片本身的张力时,引起刀片侧向移动,造成 斜片 4.3.5凹片与凸片 4.3.5.1特征 错片研磨或抛光后中心区域或四周边缘区域未能被研磨或抛光,会产生凹片与凸片,如图103和图 04所示 4.3.5.2产生原因 在晶片切割时,刀片安装过松,进刀速度过快,导致切割刀片侧向移动 在抛光时,晶片受温度影响 引起晶片变形也会引起晶片表面下凹或突出
GB/T8756一2018 4.3.6划痕 4.3.6.1 特征 错片在研磨、减薄或抛光过程中,表面呈现明显的划伤痕迹,如图105和图106所示 4.3.6.2产生原因 磨料、减薄或抛光粉中若混人较大的硬质颗粒,易造成研磨片,减薄片表面划痕 4.3.7裂纹 4.3.7.1 特征 错片或晶体内存在的微小的缝隙,如图107~图115所示 裂纹容易沿晶体解理面产生 4.3.7.2产生原因 错片或晶体受到热应力或机械应力是裂纹产生的主要原因 4.3.8崩边 4.3.8.1特征 晶品片边缘呈现单面局部破损,称为崩边,如图116~图118所示 在崩边处可以观察到错晶体金属 光泽的亮点 4.3.8.2产生原因 在划片、套圆、腐蚀、清洗、分选以及包装等工艺过程中,由于边缘受冲击力易造成晶片崩边 4.3.9缺口与缺角 4.3.9.1特征 错晶片边缘呈现贯穿两面的局部破损,称为缺口 在加工方形片时,四角容易发生破损,出现缺角 如图119~图122所示 4.3.9.2产生原因 在划片、套圆、腐蚀、清洗、分选以及包装等工艺过程中,由于边缘受冲击力易造成晶片缺口或 缺角 4.3.10形状不规则 4.3.10.1特征 划片、套圆的错片或错块中出现近似椭圆形、菱形、圆锥形的片或块称为形状不规则,如图123图 26所示 4.3.10.2产生原因 划片、套圆操作不当或刀具变形容易造成错片或储块形状不规则
GB/T8756一2018 4.3.11毛边 4.3.11.1 特征 晶片边缘多处破裂,轮廓不清,如图127所示 4.3.11.2产生原因 切割、研磨的操作不当时易引起毛边 4.3.12表面沾污 4.3.12.1 特征 在强光灯下用肉眼可以观察到错晶片上某种颜色的花样,包括水溃、手印微粒、药印脏污、晶片氧 化、蚀氧化、表侵.擦伤等 4.3.12.2产生原因 表面清污主要是由于抛光、清洗过醒中操作不当产生,具体原因如下 水渎晶片未甩干,表面留下水溃,如图128和图129所示 a b)手印;取片时手指触摸到晶片,在表面留下指纹,如图130所示; 微粒;晶片在检测或转移过程中,灰尘落于晶片表面产生 c 药印;晶片在抛光清洗过程中,因冲洗不及时在晶片表面形成淡蓝色或灰白色的区域,如 d 图131一图133所示; 脏污;附着在晶片表面的脏物没有被彻底清洗掉,在强光灯下表现为一片脏或一些脏点,如 图134和图135所示 晶片氧化;晶片长期存放在潮湿的环境中使晶片表面氧化而变色发乌,如图136和图137 所示 腐蚀氧化:抛光过程中由于抛光时间过长,晶片被抛光液腐蚀氧化,如图138图140所示; 8 h)表侵;粗抛完成后,有药液残留的晶片在空气中长时间摆放产生,在显微镜下观察可见 晶片 表面呈点状、条状或线状的、平整的凸起或凹陷,颜色与晶片其他区域相同,如图141所示; 擦伤;晶片转移过程中因碰到晶片圆盒或者卡塞边缘引起擦伤,强光灯下表现为一簇、一宽条 或一片浅的,连续的浅划伤,同时可能有脏点附着在划伤部位,如图142所示 4.3.13绪平面镜片的不平整 4.3.13.1特征 机械抛光加工的错平面镜片表面,同理想平面相比总存在一定程度的弯曲和畸变,即存在不平整 当加工面为近似平面时,无牛顿干涉光环或呈近似直线的干涉条纹,如图143和图144所示 当加工面 成球面时,呈环形光圈条纹,光圈数越少,越近似平面,如图145~图148所示 当加工面既不是平面又 不是球面时,干涉条纹图像也就极不规则,如图149和图150所示 4.3.13.2产生原因 机械抛光加工过程中操作不当,设备异常、环境温、湿度不适宜等都可能引起错平面镜片的不平整
GB/T8756?2018 ?11x ?21x ?3?1x ?4?1x ?5??2x ?6?в1 10
GB/T8756?2018 ?7?в10x ?8??1 ?10λ111400 ?9??1x KoH:K,Fe(CN):H.0=12:8:100,8minm ?11λ(100200x ?12λ113>200x HF:HHNO:Cu(No.);=2:1:1.5min Hr:H.o.:Cu(No;=2:1:1.10minm 11
GB/T8756一2018 图13100)偏(111>(6")无位错有空位团 图14<100)偏(111>(9°)无位错有空位团 15 16 200x 图 位错密集100)偏(111>(g'200× 图 位错密集<100 图17位错111160x 图18位错(111400x HF:HINO=1:4,8min KOH:K,Fe(CN)eH.0=12:8:100,8minm 12
GB/T8756?2018 ?19λ113250x ?20λ110200 HF:H.O:Cu(NO)=2:1:1,10min KOH:K,Fe(CN);H,o=12:8:100,15minm λ121) ?21 320X ?22λ???1x HF:H,o:Cu(No);=32:1,10min 200x ?23λ100)?(111>(9')200 ?24λ<100)?(111>(6 13
GB/T8756?2018 ?25λ<111 80X ?26λ111 2X KoH:K,Fe(CN):lHo=12;8:100,8minm ?27λ111 ?28λ111 160 80 ?29λ100200x ?30λ?100)?<111>(6"200x 14
GB/T8756?2018 ?31С?(100100 ?32С?111160 ?33С?(100200x ?34С?(100)?(111>(6'200 ?35С?113)200x ?36С?λ11140x HF:HNO.:Cu(O;=2;1:1,10min 15
GB/T8756一2018 图37系属结构(111 1.5x 图38系属结构111)1.5x KOH:K,Fe(CN) :H,o=12:8:100,8min 图39系属结构111 图40系属结构11140x 20X 图41位错堆(111)1.5x 图42位错堆111)40× 16
GB/T8756一2018 图44“井”字形结构200x 图43三角形结构1.5x HF:HNo:Cu(No);=2;1:1,5min 1.5× 图45残余应力引起位错80x 图46六角星形结构 图47六角星形结构1.5x 图48“Y”形结构2x 17
GB/T8756一2018 图49“Y”形环状分布2× 图50环状分布2x 图51花形结构2x 图52花形结构2×x 图53杂质条纹(纵剖面 图54杂质条纹(纵剖面2x 电解法脉冲电镀 18
GB/T8756一2018 图55杂质条纹(断面 图56杂质条纹(断面 2X 2X 图57杂质条纹(断面 图58杂质条纹(断面 2× 杂质管道(纵剖面 图60 2X 图59杂质管道(纵剖面2× 19
GB/T8756一2018 图61杂质管道(断面 图62杂质管道(断面 2X 2X 图63杂质析出5× 图64杂质析出 5× 5× 图65杂质析出3× 图66杂质析出 20
GB/T8756?2018 ?67(Sio.400x ?682 ?7080x ?69 30 80 ?71(? ?72(?) 21
GB/T8756?2018 ?73? 800X ?74( 800X BEIòC BEIòo ?75(GeO800xGeO ?76N2x ??ò Bario? ?772 ?782 22
GB/T8756?2018 ?79?2 ?80? 1x ?81?3 ?82?? 2 160X ?83?(? ?84?(? 23
GB/T8756?2018 ?85?(? ?86?(? 2X ?87?? ?88?(? 40 ?89 ?(?θ? 1 ?90 ?(θ? 1 24
GB/T8756?2018 ?91?? ?92??)?θ?<100200 4X ?93??)θ?100200 ??500x 1.5 ?95е?? ?961x 25
GB/T8756?2018 ?97? ?98 1X 2x ?99 ?100 ?101б?2 ?102б?2 26
GB/T8756?2018 ?103?2x ?104??1.5x ?105 ?106?? 1.5 ?107?2x ?108 27
GB/T8756?2018 ?1091 ?110( 1X ?1114x ?11280x ?113(С?3.5 ?11480x 28
GB/T8756?2018 ?115? ?116 2X ?117 ?118? 1X ?119?1x ?120? 29
GB/T8756一2018 图121缺角 图 122缺口6x 4X 图123形状不规则 图124形状不规则2× 1× 图126形状不规则萎形 2X 图125形状不规则椭圆形 30
GB/T8756?2018 ?127?3 ? 128? ? 29?? ?130? ?131??1x ?132??? 1 31
GB/T8756?2018 ?133??? ?134 1X 4X ?135?1x ? 1362 ?137 1 ?138 ??7 32
GB/T8756?2018 ?139??7x ? 140??80 ? 141?1x ?142?1x 1.5X ?144?θ 2X ?143?θ 33
GB/T8756一2018 图145环形干涉条纹1.5× 图146环形干涉条纹1.5x 图147高光圈1x 图148低光圈1x 图149不规则 1.5× 图150不规则1.5X 34
GB/T8756一2018 附 录 A 资料性附录 晶体缺陷消除方法 A.1多晶空洞孔洞)消除方法 采取降低冷却速度,定向结晶或抽真空等方法可消除或减少晶体内的空洞孔洞) 调整热场,使熔 铸过程中熔体保持定向结晶 A.2杂质条纹消除方法 调整热场,使之具有良好的轴对称性,并使晶体的旋转轴尽量与热场中心轴同轴,以抑制或减弱熔 体热对流,可以使晶体中杂质趋于均匀分布 采用磁场拉晶工艺或在无重力作用的条件下拉晶可以消 除杂质条纹 杂质析出消除方法 在拉制重掺杂单晶时,增大固液界面的温度梯度,降低拉晶速度和增加晶体转速有利于减少或消除 杂质析出 35
GB/T8756一2018 附 录 B 规范性附录) 缺陷的择优化学腐蚀法 B.1方法提要 错晶体中缺陷周围存在着能量较高的非均匀应力场 在择优化学腐蚀液中,缺陷处的腐蚀速率不 同于晶体的完整部分,形成具有一定对称性的腐蚀图形 这种腐蚀图形与晶向、缺陷类型及选用的腐蚀 液种类密切相关,也与晶体表面清洁度、腐蚀液温度、体积和晶体表面积等因素有关 根据金相显微镜 下观察到的腐蚀图形和数量,可以判断缺陷的种类,计算其密度 B.2样品制备 将待测晶体沿垂直生长轴方向切割,然后用粒度为28m32Am(302”)的金刚砂研磨观察表面 使表面平整无划痕,去除油污后用水冲洗干净 B.3化学抛光 将制备好的样品进行化学抛光消除表面损伤层并获得平整光亮的镜面 化学抛光液配比为HF(40%:HNO.65%一68%)=1:3(体积比) 抛光时间依不同条件为 2min5min 在抛光过程中要轻轻地晃动样品,选择适当的腐蚀液用量,抛光温度不要过高,使样品 不暴露于空气,防止氧化,抛光好的样品用水冲洗干净 B.4缺陷的化学腐蚀显示 根据样品的晶向和所要观测的缺陷类型选择适当的腐蚀液,表B.1中列出了几种腐蚀液配方 将 抛光好的样品浸于腐蚀液中,按一定的条件(温度、时间、搅拌等)进行化学腐蚀显示 腐蚀好的样品经 严格清洗、干燥后,在金相显微镜下观察缺陷的形态并进行计数 B.5杂质条纹的显示方法 在含有铜离子的电解液中,通过一个电容器的充放电,把适当的脉冲电压加到作为一个电极的样品 上 根据电化学腐蚀原理,脉冲电流使晶体的低阻区域优先镀铜或溶解,从而呈现出一系列条纹 选择 适当的电解液成分,脉冲电压,脉冲频率和镀铜间,可获得清晰的条纹 对P型样品,电解液成分为1L溶液中含21只硫酸铜(ciso-sH.o)和52mL浓硫酸,样品作朋 极,脉冲电压1200V,脉冲频率5H10Hz.镀铜时间30、 对N型样品,电解液成分为1L溶液中含160【氢氧化钠190【酒石酸和10【硫酸铜(Cuso, 5H.O),样品作阳极,脉冲电压1200v,脉冲频率5Hz~10Hz,电镀时间2min 对于N型样品,也可以直接用20%氢氧化钠溶液显示杂质条纹 36
GB/T8756一2018 表B.1几种常用的腐蚀液配方 腐蚀液配比 腐蚀条件 应用说明 K.Fe(CN),80g 100煮沸 显示(Il1)面位错和空位团 KOH,120g 5min一l0min H.O,1 HNo. 溶液直接滴在加热过的晶面上待看见 0,,lml 显示(1ll)面位错,位错坑呈圆形 HF,4ml 位错坑为止 HF,2L 室温浸泡 HNO,lL 显示(100)面位错和空位团 5min10min Cu(No..(10%),1L H.O.,lL 室温浸泡 HF,2L 显示(113)面位错和空位团 5min~10min cu(No).(0%) .lI K OH,12g 室温浸泡 KFe(CN),8g 显示(100)面位错 5min H.0,100ml HF,3I 室温浸泡 H.O.,5L 显示121)面位错 10min cu(No.).(10%).1L HF,3L HNo,5L 用于化学抛光和化学减薄 2min一10min HAC,3l. B.6PN结的显示方法 利用钛酸钏法显示PN结的原理,具有高介电常数的钛酸铆固体粉末(K=2000)在电场作用下发 生极化,其一端为“十”,另一端为“-” 如样品中存在PN结,在处于反向偏压下PN结上的电场强度 最大,它对固体粉末的吸引力最强,悬浮在液体中的粉末就将集中在PN结区域上 显示方法;样品焊上电极,放人含有钛酸颚粉末的液氮中,加反向偏压150V左右,调节电压使其显 示出PN结 37

锗晶体缺陷图谱GB/T8756-2018

什么是锗晶体？

锗是一种半金属元素，具有良好的半导体性能和很高的电子迁移率，因此被广泛应用于太阳能电池、红外探测器等领域。锗晶体是利用单晶生长技术制备的锗单晶，其表面质量和内部结构对材料性能具有重要影响。

锗晶体缺陷图谱

随着对锗晶体品质要求的提高，研究锗晶体缺陷成为了热门话题。锗晶体缺陷图谱是描述锗晶体中各类缺陷的图谱，根据缺陷类型给出了相应的缺陷密度、空间分布等信息。

GB/T8756-2018

GB/T8756-2018是中国国家标准化管理委员会发布的《锗晶体缺陷图谱》标准，该标准规定了锗晶体缺陷图谱的制备方法、测量技术、数据处理等内容。该标准的实施有利于提高锗晶体质量控制的可靠性和一致性，推动锗晶体产业的发展。

锗晶体缺陷图谱的应用

锗晶体缺陷图谱主要应用于以下领域：

• 材料研究：缺陷是影响锗晶体性能的关键因素之一，通过锗晶体缺陷图谱的测量与分析可以对锗晶体的缺陷进行深入研究；
• 半导体器件制造：锗晶体在半导体器件中的应用越来越广泛，缺陷图谱的测量与分析可以为器件制造过程提供重要的质量控制手段；
• 锗晶体生长技术研究：锗晶体生长技术对锗晶体品质具有重要影响，缺陷图谱的测量与分析可以指导锗晶体生长技术的改进。

结论

锗晶体缺陷图谱GB/T8756-2018规定了锗晶体缺陷图谱的制备方法、测量技术、数据处理等内容，有利于提高锗晶体质量控制的可靠性和一致性，推动锗晶体产业的发展。

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