国家标准 GB/T30854一2014 LED发光用氮化综基外延片 GalliumnitridebasedepitaxiallayerforLEDlighting 2014-07-24发布 2015-04-01实施国家质量监督检验检疫总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/T30854一2014 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会(SAC/TC203)及材料分技术委员会(SAC/TC 203/sC2)共同提出并归口本标准起草单位:科学院半导体研究所本标准主要起草人:魏学成、赵丽霞、王军喜、曾一平、李晋闽、提刘旺
GB/T30854一2014 LED发光用氨化嫁基外延片范围本标准规定了LED发光用氮化嫁基外延片(以下简称外延片)的要求、检验方法和规则以及标志、包装、运输、储存,质量证明书与订货单(或合同)内容本标准适用于LED发光用氮化嫁基外延片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/T191包装储运图示标志计数抽样检验醒序第1部分按接收质量限(aQL)检索的逐批检验抽样计划 GB/T2828.1 非本征半导体单晶霍尔还移半和霍尔系数测量力达 GB/T4326 GB/T6618 硅片厚度和总厚度变化测试方法 6619硅片弯曲度测试方法硅片翘曲度非接触式测试方法 GB/T6620 硅及其他电子材料晶片参考面长度测量方法 GB 13387 硅片直径测量方法 GB 14140 硅外延层晶体完整性检验方法腐蚀法 GB/T14142 半导体材料术语 GB/T14264 GB/T14844半导体材料牌号表示方法 s/T11399半导体二极管芯片测试方法术语和定义 GB/T14264界定的术语和定义适用于本文件要求 4.1分类外延片包括LED全结构外延片和按导电类型分为n型和p型两种类型的单层氨化嫁外延片(外延厚度超过1004m通常称为氮化嫁单晶) 4.2牌号外延片牌号表示按照GB/Tl4844的规定 4.3规格 ,p76.2mm.、p100 中150mm 外延片直径主要分为中50.8mm、 4种规格,或由供需双方商定 mm、
GB/T30854一2014 4.4LED全结构外延片 4.4.1外形几何尺寸全结构外延片外形几何尺寸应符合表1的规定表1 单位为毫米要求项目 p50.8 p76.2 中100 p150 直径 50.8士0.2 76.2士0.2 100士0.2 150士0.2 参考面尺寸 16.0士1.0 24.0士l.0 32.0士l.0 48.0士1.0 中心点厚度 0.43士0.03 0.52士0.03 0.65士0.03 1.30士0.03 厚度不均匀性 <0.03 0.02 0.05 S0.08 弯曲度 <0,04 <0,05 0,06 S0,08 <0.05 翘曲度 0.06 0.,08 注:当客户对外延片几何尺寸有特殊要求时由供需双方在合同中确定 4.4.2表面质量全结构外延片的表面质量应符合表2的规定表2 要求项目测试条件中50.8mm1 p76.2mm 中150mm1 100mm 六角缺陷直径300m 200X 0个/片 0个/片 0个/片 0个/片直径<300pm) 20 个/片 30 个/片 40 个/片 60 个/片细四坑 200x 0个/片 0个/片 0个/片 0个/片直径>20pm) 直径<2Oum) 100个/片 150个/片 200个/片 300个/片细痕 50X 长度>5 0个/片 0个/片 0个/片个/片 mm 0 长度<5mm) 3个/片 5个/片 0个/片 20个/片白点长度>3mm 0个/片 0个/片 0个/片 0个/片 50X 长度<3mm 20个/片 30个/片 40个/片 60个/片注当客户对外延片表面质量有特殊要求时由供需双方在合同中确定 4.4.3发光波长及波长均匀性 4.4.3.1发光波长 nm430nm，全结构外延片的发光波长,紫外波段包括紫光)在2001 ,蓝光波段在430 nm一
GB/T30854一2014 490nm, 1540 ,绿光波段在490nm nm,其中外延片的典型发光波长应符合表3的规定表3 要求项目紫外LED外延片蓝光LED外延片绿光LED外延片 280士10,310士10,380士10 450士10,470士10 典型波长/nm 500士10,520士1o 注:当客户对外延片波长有特殊要求或技术进步改变现有波长时由供需双方在合同中确定 4,4.3.2波长均匀性全结构外延片的波长均匀性应符合表1的规定表4 要求项目 p50,8mm 中76.2mm p100mm 少150mm 波长均匀性 6nm 二8nm S10nm 10nm 注:当客户对外延片波长均匀性有特殊要求时由供需双方在合同中确定 4.4.4光电参数全结构外延片的开启电压(V),峰值波长、漏电流、静电放电敏感度(ESD)等光电参数应符合表5 的规定表5 要求项目紫外LED外延片蓝光lED外延片绿光LED外延片开启电压Vr(30m 5.0 3.0 3.0 峰值波长 280士l0.310士10.380士10 450士10.470士10 500士10.520士10 nm 漏电流(一8V S0.5 nA 抗静电能力ESD 4000 4000 4000 注:当客户对外延片光电参数有特殊要求或技术进步改变参数时由供需双方在合同中确定 4.5LED发光用单层外延片 4.5.1外延片外形几何尺寸单层外延片外形几何尺寸应符合表6的规定外延片外延层的厚度应为0.1um一5um
GB/T30854一2014 表6 单位为毫米要求项目 p50.8 p76.2 中100 p150 直径 50.8士0.2 76.2士0.2 100士0.2 150士0.2 参考面尺寸 16,0士1.,0 24.0士1.0 32.0士1.0 48.0士1.0 中心点厚度 0,43士0.03 0.52士0,03 0.65士0.03 1.30士0.03 <0.02 <0.03 C0,05 s0,08 厚度不均匀性弯曲度 S0,04 S0.05 <0.06 S0.08 翘曲度 S0.04 S0.05 0.06 S0.08 注:当客户对外延片尺寸及厚度有特殊要求时由供需双方在合同中确定 4.5.2表面粗糙度单层外延片的表面粗糙度应符合表7的规定表7 要求项目 p50.8mm p76.2mm 中100mm p150mm 表面粗糙度/nm s0.5 S0.8 s1.2 S1.8 注:当客户对外延片表面粗糙度有特殊要求时由供需双方在合同中确定 4.5.3位错密度单层外延片的位错密度应符合表8的规定表8 要求项目 p50.8mm p76.2mm p150mm 中100mm 位错密度/(个/cem <5×10' <1×10'" 2×10" 3×10" 注:当客户对外延片位错密度有特殊要求时由供需双方在合同中确定 4.5.4结晶质量(FwM 单层外延片的结晶质量采用X射线双晶衍射的半高宽(FwHM)表示,其(0002)面的FwHM< 300aresee,(102)面的FwHM<400aresec 4.5.5电学性能单层外延片的电学性能应符合表9规定
GB/T30854一2014 表9 要求项目 n型 p型电阻率/ncm) <10- <10 迁移率/[em'/Vs)刀 >100 >5 载流子浓度/em" >2×10" >2×10 注;当客户对外延片电学性能有特殊要求时由供需双方在合同中确定检验方法 LED全结构外延片 5.1 5.1.1外延片外形几何尺寸全结构外延片直径检测按GB/T14140规定的测量方法进行 5.1.1.1 5.1.1.2全结构外延片参考面尺寸检测按GB/T13387规定的测量方法进行 5.1.1.3全结构外延片中心点厚度及厚度不均匀性检测按GB/T6618规定的测量方法进行 5.1.1.4全结构外延片弯曲度检测按GB/T6619规定的测量方法进行 5.1.1.5全结构外延片翘曲度检测按GB/T6620规定的测量方法进行 5.1.2表面质量全结构外延片表面质量的检测按附录A规定的测量方法用光学显微镜进行 5.1.3波长及波长均匀性全结构外延片波长及波长均匀性的检测按附录B规定的测量方法用PL mapping进行测试与计算 5.1.4光电参数全结构外延芯片光电参数的检测按s/T11399的规定进行 5.2LED发光用单层外延片 5.2.1外延片外形几何尺寸 5.2.1.1单层外延片直径检测按GB/T14140规定的测量方法进行 5.2.1.2单层外延片参考面尺寸检测按GB/T13387规定的测量方法进行 5.2.1.3单层外延片中心点厚度及厚度不均匀性检测按GB/T6618规定的测量方法进行 5.2.1.4单层外延片弯曲度检测按GB/T6619规定的测量方法进行 5.2.1.5单层外延片翘曲度检测按GB/T6620规定的测量方法进行 5.2.1.6单层外延片外延层厚度的测量按附录C规定的光学干涉测量方法进行
GB/T30854一2014 5.2.2表面粗糙度单层外延片表面粗糙度按附录D规定的测量方法用原子力显微镜进行观察和测量 5.2.3位错密度单层外延片位错密度的检测一般有两种方法: 化学腐蚀法为破坏性检测,按GB/T14142规定的测量方法进行; a bX射线检测法为无损检测,按附录E规定的测量方法进行 5.2.4结晶质量单层外延片结晶质量按附录E规定的测量方法用x射线衍射仪进行测试和计算 5.2.5电学性能单层外延片电阻率,还移率和载流子浓度的检测均按GB/T4326规定的测量方法进行. 检验规则 6.1 检验条件除另有规定外,应在下列条件下进行检验 a)环境温度;23C士3C; 相对湿度;50%士10%; b e)大气压;86kPa106kPa 测试环境应无影响测试准确度的机械振动、电磁、光照和化学腐蚀等干扰 d 6.2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合同的规定,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合同要求时,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 6.3组批每一炉氮化嫁基外延片构成一个检验批 6.4检验项目,规则及判据 6.4.1LED全结构外延片检验项目、规则及判据 6.4.1.1每个检验批全结构外延片外形几何尺寸的检验项目,规则及其合格判据应符合表10的规定抽样方案按GB/T2828.1一次正常抽样方法进行;L=Il,AQL=6.5.
GB/T30854一2014 表10 GB/T2828.l 序号检验项目要求条款号检验方法 AO 直径 4.4.1 I的表1中第1项 5.1.1.1 参考面尺寸 4.4.1的表1中第2项 5.1.1.2 4.4.1的表1中第3、4项 5,1.1.3 6.5 中心点厚度及厚度不均匀性弯曲度 4.4.1的表1中第5项 5.1.1. 翘曲度 4.4.1的表1中第6项 5.1.1.5 6.4.1.2每个检验批全结构外延片表面质量的检验规则及合格判据应符合表11的规定表11 检验项目要求条款号检验方法检验规则允许不合格数表面质量 4.4.2 5.1.2 100%检验 0% 6.4.1.3每个检验批全结构外延片发光波长及波长均匀性的检验项目,规则及合格判据应符合表12的规定表12 序号检验项目要求条款号检验方法检验规则允许不合格数发光波长 00%检验 4,4,3,.1 5,l,3 每片外延片的发光波长不合格的测点5% 波长均匀性 4.4.3.2 5.1l.3 100%检验 5% 6.4.1.4每个检验批全结构外延片的外延芯片光电参数的检验项目、规则及合格判据见表13的规定表13 检验项目要求条款号检验方法检验规则允许不合格数每一检验批随机抽取一片,采用10mil×23mil 外延芯片 (0.25mmX0.58mm)芯片工艺,在垂直于定位边 5.1. 4.4.4 光电参数和平行于定位边的中心线上以相同间隔各取20个芯片(扣除相应的边缘后 6.4.2LED发光用单层外延片检验项目,规则及判据 6.4.2.1每个检验批单层外延片外形几何尺寸的检验项目规则及其合格判据应符合表14的规定抽样方案按GB/T2828.1一次正常抽样方法进行;IL=I,AQL=6.5
GB/T30854一2014 表14 GB/T2828. 序号检验项目要求条款号检验方法 AQL 直径 4.5.1的表6中第1项 5.2.1.1 参考面尺寸 4.5.1的表6中第2项 5.2.1.2 中心点厚度及厚度不均匀性4.5,1的表6中第3,生项 6.5 5.2.1.3 弯曲度 4.5.1的表6中第5项 5.2.1.4 翘曲度 4.5.1的表6中第6项 5.2.1.5 6.4.2.2每个检验批单层外延片外延层厚度的检验规则及其合格判据应符合表15的规定表15 检验项目要求条款号检验方法检验规则允许不合格数外延层厚度 4.5.1 5.2.1.6 见附录C 每个检验批单层外延片表面粗糙度的检验规则及合格判据应符合表16的规定 6.4.2.3 表16 检验项目要求条款号检验规则检验方法允许不合格数每个外延片的检验批均随机抽取一片，中50.8mm,中76.2mm,100mm,中150mm在表面粗糙度 4.5.2 5.2.2 各中心点和沿平行与垂直定位边方向依产品规格各取5,、9,.13,17个测点来测试表面粗糙度或结品质量 6.4.2.4每个检验批单层外延片位错密度的检验规则及合格判据应符合表17的规定表17 要求条款号检验项目检验规则允许不合格数检验方法位错密度每一检验批随机抽取一片 4.5.3 5,2.3 6.4.2.5每个检验批单层外延片结晶质量的检验规则及合格判据应符合表18的规定表18 检验项目要求条款号检验方法检验规则允许不合格数每个外延片的检验批均随机抽取一片，中50.8mm、p76.2mm、p100mm、150mm在结晶质量 4.5.4 5.2.4 各中心点和沿平行与垂直定位边方向依产品规格各取5,9,13,17个测点来测试表面粗糙度或结品质量
GB/T30854一2014 6.4.2.6每个检验批单层外延片电学性能检测的检验项目、检验规则及合格判据应符合表19的规定表19 序号检验项目要求条款号检验方法检验规则允许不合格数电阻率 4.5.5的表9中第1项 5.2.5 Qcm 每一检验批随机抽取一片，在中迁移率心点和沿平行和垂直定位边方 4.5.5的表9中第2项 5.2.5 cm'/(Vs 向依产品规格各取5,9,13、17 个测试样块进行霍尔测试载流子浓度 4.5.5的表9中第3项 5.2.5 cm 6.5检验结果的判定若表10表13检验中有任何一项检验不合格,则判定全结构外延片批检不合格若表14一表19 中的检验中有任何一项检验不合格,则判定单层外延片批检不合格 6.6不合格处置如果一个检验批被拒收,生产方应将该批产品取回进行分析若产品不合格是因外延片外形几何尺寸等可通过返工重新使之合格的问题所造成,则产品可经返工并经加严检验合格后,再标明“重新检 ”予以重新交付;如果是因外延片电学性能、位错及光电参数等达不到本产品标准或合同要求,则该验批” 批产品将被拒收,且不能重新交付,应由生产方重新提供另外批次检验合格的外延片标志,包装,运输,储存和质量证明书 7.1 标志 7.1.1外延片要做成光电器件,因而其表面不能做任何标志 7.1.2包装袋上应有下列标志: a产品名称; b 外延片类型,牌号和尺寸; c)外延片编号和批号 7.1.3包装箱上应有下列标志 a)产品名称、牌号、数量、发货日期; b) 供需双方名称,地址、电话; e)防潮、防震、防腐蚀及易碎标志等包装储运图示标志,应符合GB/191的规定 7.2包装将经过检验合格的氮化嫁基外延片放人特制的聚乙烯盒内,然后放人聚乙烯包装袋内,充氮气保护后密封,然后连同合格证、质量证明书一起装人包装盒内,包裹后再放人包装箱内,周围用塑料泡沫填充,防止移动相互挤碰,最后用胶带将包装箱封好 7.3运输及储存 7.3.1产品在运输过程中应防止挤压、碰撞并采取防震、防潮等措施
GB/T30854一2014 7.3.2产品应存放在清洁、干燥,无化学腐蚀的环境中 7.4质量证明书每批氮化嫁外延片应附有质量证明书,其上注明 a)供方名称 b 合同号; c)产品名称,外延片类型,外延片尺寸; d 产品批号、外延片编号; 本标准编号; e 各项参数检验结果和检验员印章及检验日期， f 检验部门印章 g 合同或订货单订购本标准所规定产品的合同或订货单)应包括以下内容 a)产品名称、牌号; 产品所依据的标准名称和编号， b 产品数量， e d)使用的包装要求特殊要求， e D 其他 10o
GB/T30854一2014 附录A 规范性附录光学显微镜测量外延片表面质量方法 A.1范围本方法适用于外延片表面质量的测量 A.2测量仪器光学显微镜 A.3测量原理光学显微镜是将一个微小的物体形成一个放大的像,供人眼观察首先是物体放于物镜的一倍焦距和二惭焦距之间,形成一个版大的像.,然后通过目镜或者cD照相机捕挨供人眼观察同时,利用专业软件还可以测量微观物体的尺寸测量精度保障 A.4 光学显微镜采用物理成像技术,不受外界条件影响,仅与物镜本身分辨率有关,其成像倍数一般为 501000倍横向分辨率应小于1Am A.5测试条件除另有规定外,应在下列条件下进行检验 a)温度;23C士3C; b相对湿度:20%~70%; 大气压力:86kPa106kPa; c d)测试房间洁净度在万级及以上,且无噪声源; 测试前应确定样品表面无外来污染 A.6测量点选择光学显微镜采用扣除边缘后的整片观察 2in(1in=25.4mm)外延片的有效测试区域为扣除 3mm后剩下的区域,即以外延片中心点为圆心,半径为22.4mm的圆形区域;3in外延片有效测试区域为扣除5mm边后剩下的区域,即以外延片中心点为圆心,半径为33.1mm的圆形区域 4in外延片有效测试区域为扣除5mmm边后剩下的区域,即以外延片中心点为圆心,半径为45.0m的圆形区域 Gin外延片有效测试区域为扣除了mm边后剩下的区域,.即以外延片中心点为圆心半径为70.0 mm的圆形区域 11
GB/T30854一2014 A.7测试程序测试程序按以下步骤进行 a)将外延片样片带人万级以上超净环境后拆去外包装袋; b)打开包装盒,使用干净的塑料锻子取出外延片样片,置于清洗过的干净片架上将外延片放置在显微镜载物台上,按照测试要求从低倍开始对焦,然后放大到需要的倍数 c d)观察表面缺陷并进行缺陷尺寸测量和计算缺陷数目; 测量结束后,重新包装外延片 A.8 合格判据每片氮化嫁的各种缺陷的数目都满足要求,则判定该氮化镶的表面质量检验合格 A.9测试报告测试报告应包括以下内容 D测试项目 b)被测产品检验批号和序号; 测试设备编号; c) d)测试条件测试人员 ee f 监测审核人员; g)测试结果和测试日期 12
GB/T30854一2014 附录B 规范性附录荧光光谱仪测试外延片波长均匀性测试方法 B.1范围本方法适用于外延片发光波长和波长均匀性的测量和计算 B.2测量仪器荧光光谐仪,简称PLmapping B.3测量原理当束激光照射到外延片某点时,通过产生光生载流子,在外延片某点内部弛豫、扩散,然后发生辐射复合发光;通过单色仪测量这个某点的发光并通过探测器记录就得到了外延片某点的发光波长然后通过自动控制移动光源或者外延片,实现对整个外延片的发光波长测量 B.4测量精度保障 PL mapping测量精度由单色仪,探测器和电动位移台等决定,其中单色仪分辨率应小于1nm,电动位移台分辨率应小于1mm B.5测试条件除另有规定外,应在下列条件下进行检验 a)温度;23C士3C; b相对湿度:20%~70%; 大气压力:86kPa106kPa; c d)测试房间洁净度在万级及以上,且无噪声源; 测试前应确定样品表面无外来污染 B.6测量点选择 PL mapping采用扣除边缘后的整片测量 2in外延片的有效测试区域为扣除3mm后剩下的区域,即以外延片中心点为圆心,半径为22.44mm的圆形区域;3in外延片有效测试区域为扣除5mm边后剩下的区域,即以外延片中心点为圆心,半径为33.1mm的圆形区域 4in外延片有效测试区域为扣除了mm边后剩下的区域,即以外延片中心点为圆心,半径为45mm的圆形区域 6in外延片有效测试区域为扣除5mm边后剩下的区域,即以外延片中心点为圆心,半径为70 mm的圆形区域以直径2mmmm 的光斑,采用<2mm的步长对整个圆形区域逐点扫描 13
GB/T30854一2014 B.7测试程序测试程序按以下步骤进行 a)将外延片样片带人万级以上超净环境后拆去外包装袋; b)打开包装盒,使用干净的塑料锻子取出外延片样片,置于清洗过的干净片架上用锻子将外延片放置在测试台上; c d)启动测试程序,确定波长测量范围,开始进行测量; 测量结束后,重新包装外延片 B.8数据计算由软件对所测各点的波长进行计算,并给出标淮方差 B.9合格判据每片外延片的波长和波长均匀性都满足要求,则判定该外延片的波长和波长均匀性检验合格 B.10测试报告测试报告应包括以下内容: a)测试项目 b 被测产品检验批号和序号; c)测试设备编号; d)测试条件 e)测试人员: 监测审核人员 f g)测试结果和测试日期 14
GB/T30854一2014 附录 c 规范性附录光学干涉法测量单层外延片外延厚度测试方法 C.1范围本方法适用于在蓝宝石、Si,SiC等衬底上生长外延单层厚度的测量和计算 c.2测量仪器膜厚测试仪测量原理通过可见光垂直照射到外延片表面，一部分光发生反射,另一部分进人外延片,在衬底表面反射,然后再从外延片表面透射出来;这两部分光在外延片表面干涉,利用这种干涉就可以得出外延片薄膜的厚度 C.4测量精度保障通过光的干涉测量薄膜厚度只与光源有关,其分辨率应小于1 nm c.5测试条件除另有规定外,应在下列条件下进行检验 a)温度;23C土3C; 相对湿度;20%一70%; b 大气压力;86kPa~106kPa; c) d)测试房间洁净度在万级及以上,且无噪声源测试前应确定样品表面无外来污染 e C.6测量点选择以通过外延片圆心并与参考面为X轴的直线为X轴,以通过外延片圆心且垂直于X轴的直线为 Y轴;2in外延片测试点数量为5点测试点分布如图C.1所示,5点坐标为(0,0),(0,2R/3),(0. 2R/3),(2R/3,0)(一2R/3,0) 图中R为有效测试区域半径,2in外延片的有效测试区域为扣除 3mm后剩下的区域,即以外延片中心点为圆心,半径为22.44mm的圆形区域;3in外延片测试点数量为9点,9点坐标为(0,0),(0,R/3),(0,2R/3),(0,一R/3),(0,一2R/3)、(R/3,0),(2R/3,0),(一R 3,0)、.( 一2R/3,0) 3in外延片有效测试区域为扣除5mm边后剩下的区域,即以外延片中心点为圆心,半径为33.lmm的圆形区域 4in外延片测试点为13点,取点规则依次类推,4in外延片有效测试区域为扣除5mm边后剩下的区域,即以外延片中心点为圆心,半径为45mm的圆形区域 6in外延 15
GB/T30854一2014 片测试点为17点,取点规则依次类推,6in外延片有效测试区域为扣除5mm边后剩下的区域,即以外延片中心点为圆心,半径为70mm的圆形区域 y轴 ,2R/3) 外延片中心 (,0) -2N3,D 2R/3.O) fO,-2R/3) 图c.12in外延片测试点分布(R为有效测试区域半径) 测试程序测试程序按以下步骤进行: a)将外延片样片带人万级以上超净环境后拆去外包装袋 b 打开包装盒,使用干净的塑料慑子取出外延片样片,置于清洗过的干净片架上使用毁子将样品放在测试台上; c d)启动测试程序,确定测量参数,开始进行测量测量结束后,重新包装外延片 C.8数据计算 dl 如计算n个测试点测试数据的平均值a = ,其中d.为第i点的测试结果,n为测试点数 c.9合格判据每片外延片的外延层厚度都满足要求,则判定该外延片的厚度检验合格 C.10测试报告测试报告应包括以下内容测试项目; a b被测产品检验批号和序号; 16
GB/T30854一2014 测试设备编号; e d) 测试条件; 测试人员; e f 监测审核人员; g 测试结果和测试日期 17
GB/T30854一2014 附录D 规范性附录原子力显微镜测量外延片表面粗糙度方法 D.1范围本方法适用于外延片表面粗糙度的测量和计算 D.2测量仪器原子力显微镜,简称AFM D.3测量原理将一个对微弱力非常敏感(敏感度10-"N)的微悬臂一端固定,另一端有一原子尺度针尖,针尖尖端原子与样品原子间存在微弱的作用力即范德华力,它们之间的作用力会随距离的改变而变化扫描时在这些力的作用下,针尖会随样品表面的起伏不平而上下运动,这样,利用光学或隧道电流检测法来测得微悬臂对应于扫描各点的位置变化就可以得到样品表面的形貌信息 D.4测量精度保障 AFMM利用针尖与样品表面原子间作用力的大小成像,测量不受外延片材料导电性能限制,其精度可以达到原子分辨,纵向分辨率应小于0.5nm,而横向分辨率应小于0.5 1m D.5测试条件除另有规定外,应在下列条件下进行检验 a)温度;23C士3 相对湿度:20%一70%; b 大气压力;86kPa~106kPa; d)测试模式;轻敲模式扫描分辨率;256×256像素扫描频率;lH2 测试房间洁净度在万级及以上,且无噪声源; g h 测试前应确定样品表面无外来污染; 测点扫描范围为10AmX1o 0m D.6测量点选择以通过外延片圆心并与参考面为X轴的直线为X轴,以通过外延片圆心且垂直于X轴的直线为 Y轴;2in外延片测试点数量为5点测试点分布如图D.1所示,5点坐标为(0,0)、0,2R/3).(0. 18
GB/T30854一2014 2R/3).,(2R/3,0)(一2R/3,0) 图中R为有效测试区域半径,2in外延片的有效测试区域为扣除 3mm后剩下的区域,即以外延片中心点为圆心,半径为22.44mm的圆形区域;3in外延片测试点数量为9点,9点坐标为(O,0),(0,R/3),(0,2R/3),(0,一R/3),(0,-2R/3)、(R/3,0),(2R/3,0)、(一R/ 3,0),(一2R/3,0) 3in外延片有效测试区域为扣除5mm边后剩下的区域,即以外延片中心点为圆心,半径为33.1mm的圆形区域 4in外延片测试点为13点,取点规则依次类推，4in外延片有效测试区域为扣除5nm边后剩下的区域,即以外延片中心点为圆心,半径为45mm的圆形区域昏in外延片测试点为17点,取点规则依次类推,6in外延片有效测试区域为扣除5mm边后剩下的区域,即以外延片中心点为圆心,半径为70mm的圆形区域 y轴 (0,2R/3 外延片中心 (,0) X抽 -2N3,O 2R/3.O fO,-2R/3) 图D.12in测试点分布(R为有效测试区域半径为消除由于扫描大范围表面时经常出现的拱形,需要在X和Y方向上进行二阶平滑处理平滑处理后获得测试样品的平均粗糙度值R D.7测试程序测试程序按以下步骤进行 a)将外延片样片带人万级以上超净环境后拆去外包装袋; b)打开包装盒,使用干净的塑料子取出外延片样片,置于清洗过的干净片架上控制机械手将外延片样片传送到机器内部,通过屏幕确定外延片样片在片架上的位置 c) d)启动测试程序,确定测量范围,开始进行测量测量结束后,重新包装外延片 e) D.8数据计算 S(R 如计算n个测试点测试数据的平均值R，= ,其中R 为第i点的测试结果,n为测试点数 19
GB/T30854一2014 D.9合格判据每片外延片的表面粗糙度均满足要求,则判定该外延片的表面粗糙度检验合格 D.10测试报告测试报告应包括以下内容 a) 测试项目; 被测产品检验批号和序号 b e测试设备编号测试条件; d e)测试人员; 监测审核人员 f 测试结果和测试日期 g 20
GB/T30854一2014 附录 E 规范性附录高分辨x射线衍射仪测量氮化嫁基外延片结晶质量和位错密度的测试方法 E.1范围本方法适用于在氮化嫁基外延片的结晶质量和位错密度的测试与计算 E.2测量仪器高分辨X射线衍射仪 E.3测量原理由X光源发出的X射线，经过镜面反射变成近平行X射线束,照射到第一参考晶体上,在特定的 Brag区角处获得特定波长的反射束再经过狭缝限束后获得近单色平面波,作为试样的人射束,照到第二晶体(即样品晶体)上将探测器固定在20，位置上,试样在衍射位置附近以公0角度摇摆,衍射 =时.衍射强度最大,记录行射强度与角的关系,就可以得到- 强度随着角度而发生变化,当w= 个双晶衍射摇摆曲线这种测试方法适用于结晶质量及异质外延膜的晶格失配的测量 E.4测试条件除另有规定外,应在下列条件下进行检验 a)温度;23C土3C; b 相对湿度;20%一70% 大气压力;86kPa106kPa c) d)测试房间洁净度在万级及以上,且无噪声源测试前应确定样品表面无外来污染 e E.5测量点选择以通过外延片圆心并与参考面为X轴的直线为X轴,以通过外延片圆心且垂直于X轴的直线为 Y轴;2in外延片测试点数量为5点测试点分布如图E.1所示,5点坐标为(0,0),(0,2R/3)、(0. -2R/3)、(2R/3,0)、(一2R/3,0) 图中R为有效测试区域半径,2in外延片的有效测试区域为扣除 3mm后剩下的区域,即以外延片中心点为圆心,半径为22.44mm的圆形区域;3in外延片测试点数量 0,R/3.(0.2R/3).(0 为9点,9点坐标为(0,0)、 2R/3)、(R/3,0)、(2R/3,0).(一R R/3、0 3,0)、( 一2R/3.0) 3in外延片有效测试区域为扣除5mm边后剩下的区域,即以外延片中心点为圆心,半径为33.lmm的圆形区域 4in外延片测试点为13点,取点规则依次类推,4in外延片有效测试区域为扣除5mm边后剩下的区域,即以外延片中心点为圆心,半径为45mm的圆形区域 6in外延片测试点为17点,取点规则依次类推,6in外延片有效测试区域为扣除5mm边后剩下的区域,即以外延片中心点为圆心,半径为70mm的圆形区域 21
GB/T30854一2014 y轴 ,2R/3) 外延片中心 (o. A辅 -2N3, (2/3,) (O,-2R/3) 图E.12in外延片测试点分布(R为有效测试区域半径 E.6测试程序测试程序按以下步骤进行将外延片样片带人万级以上超净环境后拆去外包装袋; a b打开包装盒,使用干净的塑料镀子取出外延片样片,置于清洗过的干净片架上使用摄子将样品放在测试台上; 启动测试程序,确定测量参数,开始进行测量; D 样品应该垂直衍射面固; 如果样品是<001>晶向,使得参考面位于人射光方向顺时针90"位置,如图E.2所指示; 将样品定位于氮化物外延片布拉格衍射峰位;调整探测器的位置到20,样品位置到w=0; 小范围改变w或20,优化o和20,直到获得最强的衍射探测器前不加狭缝,通过改变u扫描,进行一次摇摆曲线测量通过以上采集的扫描数据,得到摇摆曲线及其FwHMs k)测试完全结束后将衍射仪恢复到开机状态关掉X光管,冷却30min后,关掉电源; m测量结束后,重新包装外延片 22
GB/T30854一2014 入射光方向参考面图E.2外延片相对于入射光的方向,样品没有一定的取向 E.7数据计算 0 位错密度的计算由0=[(3,cosp)+(asing)]"得出A,然后由D 计算位错密度,其中 4.35 A和分别为晶面的倾转角和扭转角,为g(hkil)与(oo1)的夹角为位错的Burger矢量的模 E.8合格判据每片外延片的结晶质量和位错密度都满足要求,则判定该外延片的结品质量和位错密度检验合格 E.9测试报告测试报告应包括以下内容 a)测试项目 b)被测产品检验批号和序号; c)测试设备编号; d)测试条件测试人员，监测审核人员; f 测试结果和测试日期 g

LED发光用氮化镓基外延片GB/T30854-2014

LED（Light Emitting Diode）是一种半导体器件，具有高效、节能、环保等特点，在照明和显示等领域中得到了广泛应用。而氮化镓基外延片则是LED制造过程中的核心材料之一，影响着LED的性能和品质。

GB/T30854-2014是我国制定的LED发光用氮化镓基外延片质量标准，该标准规定了氮化镓基外延片的生产、检验和使用要求，为保证LED产品的质量提供了重要保障。

氮化镓基外延片的组成及优势

氮化镓基外延片由氮化镓和衬底材料组成。其中，氮化镓层是实现LED发光的关键部分，其占据了整个外延片的大部分厚度。

相比于传统照明灯具，使用LED发光源可以在同样的亮度下减少用电量、降低能耗和二氧化碳排放。而氮化镓基外延片则是LED实现高效发光、长寿命的关键材料之一。其优势主要体现在以下几个方面：

高亮度：氮化镓基外延片可以实现高光效、高亮度的发光效果。
高稳定性：外延片的高稳定性可以保证LED长时间稳定工作，延长使用寿命。
高可靠性：氮化镓基外延片制造过程中采用了多项技术，使其具有较强的抗冲击性和抗干扰性。

GB/T30854-2014标准的制定背景及要求

为推动LED产业的健康发展，我国制定了GB/T30854-2014标准，对氮化镓基外延片进行质量管理和技术规范的要求。

该标准规定了氮化镓基外延片的生产、检验和使用要求，从原材料的选择到制作工艺和测试标准等方面都做出了详细规定。其中，最重要的是对外延片的光电性能、结构特征和表面质量等进行了明确的检验要求。

GB/T30854-2014标准的有效实施，有助于推动LED产业技术创新，提高产品质量和竞争力，同时也对保障消费者权益具有重要意义。

结语

氮化镓基外延片是LED制造过程中不可或缺的核心材料，其优势和质量直接影响着LED产品的性能和品质。GB/T30854-2014标准的制定和实施，为氮化镓基外延片的质量管理和技术规范提供了重要的指导和保障，对于推进我国LED产业的健康发展具有重要意义。