GB/T8760-2020
砷化镓单晶位错密度的测试方法
Testmethodfordislocationdensityofmonocrystalgalliumarsenide
- 中国标准分类号（CCS）H21
- 国际标准分类号（ICS）77.040
- 实施日期2021-08-01
- 文件格式PDF
- 文本页数8页
- 文件大小3.94M
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砷化镓单晶位错密度的测试方法
国家标准 GB/T87602020 代替GB/T87602006 呻化嫁单晶位错密度的测试方法 Iestmethofordisloeatondensittyofmonerystalgallumarsenide 2020-09-29发布 2021-08-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标涯花管理委员会国家标准
GB/T8760一2020 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/T87602006《呻化嫁单晶位错密度的测量方法》
本标准与GB/T8760一2006 相比,除编辑性修改外主要技术变化如下: 修改了标准范围中的规定内容和适用范围(见第1章,2006年版的第1章); -增加了规范性引用文件(见第2章) -删除了位错、位错密度的术语和定义,增加了引导语“GB/T14264界定的术语和定义适用于 本文件”(见第3章,2006年版的2.1、2.2); 删除了方法原理中“采用择优化学腐蚀技术显示位错”的内容(见第4章,2006年版的第3章); -增加了“除非另有说明,测试分析中仅使用确认为分析纯及以上的试剂所用水的电阻率不小 于12MQcm”(见第5章); 修改了氢氧化钾、,碗酸.过氧化氢的要求(见第百章,206年版的第4章). 修改了抛光液的要求(见5.4,2006年版的5.3); 仪器设备中增加“铂堆蜗或银堆蜗”见6,3); 修改了试样制备的要求(见第7章,2006年版的第5章) 增加了使用带数码成像的金相显微镜测试时的视场面积和测试点选取的要求(见8.2.2,8.3.1) 增加了位错腐蚀坑较多且有重叠时的计数方法以及形貌图(见8.4.2); 试验数据处理中的计算公式用s-代替c(见第9章.,2006年版的第8章): 修改了章标题,并增加精密度的技术要求(见第10章,2006年版的第9章) 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;有研光电新材料有限责任公司、云南临沧鑫圆错业股份有限公司、国合通用测试 评价认证股份公司、电子科技集团第四十六研究所、广东先导稀材股份有限公司、雅波拓(福建)新 材料有限公司
本标准主要起草人;赵敬平、林泉、于洪国、惠峰、刘淑风、姚康、许所成、许兴、马英俊、王彤涵、 赵素晓、韦圣林、陈晶晶、付萍
本标准所代替标准的历次版本发布情况为: GB/T87601988,GB/T8760一2006
GB/T8760一2020 碑化单晶位错密度的测试方法 范围 本标准规定了呻化嫁单晶位错密度的测试方法
本标准适用于100、11l面呻化嫁单晶位错密度的测试,测试范围为0cm-2100000cm-2 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界定的术语和定义适用于本文件
方法原理 神化嫁单晶中位错周围的晶格会发生畸变,当用某些化学腐蚀剂腐蚀晶体表面时,在晶体表面上的 位错露头处腐蚀速度较快,进而形成具有特定形状的腐蚀坑
在显微镜下观察并按一定规则统计这些 具有特定形状的腐蚀坑,单位视场面积内的腐蚀坑个数即为位错密度
试剂 S 除非另有说明,测试分析中仅使用确认为分析纯及以上的试剂,所用水的电阻率不小于12MQcm. 5.1氢氧化钾(KOH),质量分数不小于85%
5.2硫酸(HsO.),质量分数为95%98%
5.3过氧化氢(H.O.),质量分数不小于30%
5.4抛光液硫酸,过氧化氢、水的混合液,体积比为(2~3):1;1,现用现配
S 仪器设备 6.1金相显微镜,放大倍数为100倍一500倍,能满足8.2规定的视场面积要求
6.2加热器,能将氢氧化钾加热至熔融澄清状态
6.3铂堆蜗或银堆蜗
试样制备 7.1定向切取 对待测的呻化嫁单晶定向后,垂直于殚化嫁单晶生长方向切取厚度不小于0.5mm的测试片试样
GB/T8760一2020 其晶向偏离度应不大于1
7.2研磨 7.2.1手工研磨试样时,用粒度为30Am的金刚砂或相当粒度的氧化铝粉)水浆研磨,使其表面平整
用水清洗干净后,再用粒度为6.5Am的金刚砂(或相当粒度的氧化铝粉)水浆研磨,使其表面光洁,无目 视可见的机械划痕,然后用水清洗、吹干
7.2.2研磨机研磨试样时,将试样放在研磨机上,用粒度为6.5Am的金刚砂(或相当粒度的氧化铝粉 水浆研磨,使其表面平整光洁,无目视可见的机械划痕,然后用水清洗、吹干
7.3化学抛光 用抛光液将研磨后的试样抛光至无损伤的光亮表面
7.4腐蚀 将氢氧化钾放在铂堆蜗或银堆塌内加热至400士15,待氢氧化钾熔融并澄清后,将抛光后的 试样放人熔融氢氧化钾中,直至镜面
不同晶面的腐蚀时间如下 100)面晶片,腐蚀时间为10min~17min a b)111)Ga面晶片,腐蚀时间为10min~15mins 111)As面晶片,腐蚀时间为10min15min c 7.5清洁处理 将腐蚀完成的试样取出,自然冷却至室温
然后用水冲洗,将吸附在试样上的化学药品充分洗净 吹干
试验步骤 8 8.1观察试样 肉眼观察试样是否有宏观缺陷及其分布情况,并做好记录 8.2选择视场面积 8.2.1将试样置于金相显微镜载物台上,选择放大倍数为100倍或1mm左右的视场面积,扫视试样 表面,估算位错密度N
根据位错密度Na,选取视场面积,具体如下 N<5000em-',选用视场面积s>1mm' a 5000em-1
GB/T8760一2020 说明 试样宽度; we 测试点间距(或测试点距晶片边缘的距离.
注“
”表示测试点
图1D形神化镶单晶片测试点示意图 表1D形呻化嫁单晶片试样宽度与测试点间距的关系 单位为毫米 测试点间距！ 试样宽度u 方案1 方案2 30 30 注，使用带数码成像的金相显微镜观察时,若视场面积减小,可按方案2的测试点间距在试样表面取点
8.3.2对于圆形100呻化嫁单晶片,在[0T0叮和[o1]两个晶向的直径上,以试样直径D的1/10为间 距选取测试点(除去D/10边界区域),具体位置见图2
8.3.3对于圆形11}呻化镶单晶片,在[2]和[10]两个晶向的直径上以试样直径D的1/10为间 距选取测试点除去D/10边界区域),具体位置见图3
!T2] 【oio i1 [i10] -恰 T10 注“
”表示测试点
注“
”表示测试点
图2圆形{100呻化嫁单晶片测试点 图3圆形(111呻化嫁单晶片测试点
GB/T8760一2020 8.4记录 8.4.1用金相显微镜在选取的测试点观察,参照图4所示的不同晶面位错腐蚀坑的特征,读取并记录 各测试点的位错腐蚀坑个数
8.4.2视场边界上的位错腐蚀坑,应至少有1/2面积在视场内才予以计数;在位错腐蚀坑较多且有重 叠时,位错腐蚀坑按能看到的坑底个数计数,坑底在视场内的位错腐蚀坑计数,坑底在视场外的位错腐 蚀坑不计数,见图5
不符合特征的坑、平底坑或其他形状的图形不计数,见图6
如果发现视场内污染 点或其他不确定形状的图形很多,应考虑重新制样
111)Ga面位错腐蚀坑x×400 111As面位错腐烛坑x40o 100面位错腐烛坑×400 直拉法神化嫁单晶100面位错腐烛坑宏观图 图4神化嫁单晶位错腐蚀坑
GB/T8760一2020 位错腐蚀坑 计数1个 计数 平底坑 不计数 不计数 按坑底数计数5个 图5位错腐蚀坑在边缘、,较多且重叠的情况 图6100面平底坑和位错腐蚀坑x400 ×200 试验数据处理 9.1D形呻化嫁单晶片的平均位错密度N
按式(1)计算 N= 六习N 式中: s 视场面积,单位为平方厘米(em'): N,第i个测试点的位错腐蚀坑个数，i-1,2.3,n 9.2圆形100}呻化嫁单晶片的平均位错密度N
按式(2)计算 2习N，十N N
一 S×21十1 式中: N 第i个测试点的位错腐蚀坑个数，i=1,2,3,,n; N
-中心测试点的位错腐蚀坑个数; 视场面积,单位为平方厘米(cnm')
9.3 圆形呻化嫁单晶片的平均位错岗度N拨式()计算 之N,+N
一 3 S又3n十T 式中 第i个测试点的位错腐蚀坑个数,i=1,2,3,,n N N 中心测试点的位错腐蚀坑个数; 视场面积,单位为平方厘米(em'). 10精密度 用择优腐蚀原理测试位错密度的误差与测试点的选取方法、实际观测面积视场面积乘以测试点
GB/T8760一2020 数)与晶面总面积之比、位错分布的均匀性等因素有关
分别选取两片D形和圆形殚化嫁单晶测试片 在34个实验室按照本方法进行测试,以各家测试的所有位错密度的平均值作为真值,进行相对误差 的计算
测试结果的相对误差见表2. 表2相对误差 呻化嫁单晶片形状 相对误差 D形 二35% 圆形 25% 1 试验报告 试验报告应包括下列内容 样品信息,包括晶向、编号等; a b 视场面积; 腐蚀液及腐蚀时间; c 测试结果,包括各点腐蚀坑个数及平均位错密度; d 测试者和测试日期; e 本标准编号; 其他,如样品图形(标示出高位错密度处》 g
GB/T8760-2020砷化镓单晶位错密度的测试方法
砷化镓单晶是半导体材料中的重要组成部分，其质量直接影响到器件的性能和可靠性。而位错是砷化镓晶体中常见的缺陷之一，它会导致器件性能的下降和寿命的缩短。因此，对于砷化镓单晶的位错密度进行准确的测试非常重要。
GB/T8760-2020标准规定了砷化镓单晶位错密度的测试方法。该标准明确了测试方法、测试仪器、测试步骤等方面的具体要求，以保证测试结果的准确性和可重复性。
根据GB/T8760-2020标准，砷化镓单晶位错密度的测试方法主要包括以下几个步骤：
- 选择待测试的砷化镓单晶样品，并对其进行表面清洗和抛光处理。
- 使用X射线拓扑法或传统透射电子显微镜法进行位错密度的测试。其中，X射线拓扑法是一种比较先进的位错测试方法，它可以对砷化镓单晶内部的位错进行非常精确的测量，但需要特殊的实验条件和设备。
- 根据测试结果计算出砷化镓单晶的位错密度，并与标准要求进行比较。
通过遵循GB/T8760-2020标准，可以保证砷化镓单晶位错密度测试的准确性和可重复性，从而提高砷化镓单晶材料的质量和稳定性。
