ICS49.060 H80 中华人民共和国国家标准 GB/T30110—2013 空 空间红外探测器碲镉汞外延材料 参数测试方法 Measuringmethodsofparametersof HgCdTeepilayersusedforspaceinfrareddetectors 2013-12-17发布 2014-05-15实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅰ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 符号和说明 3 ……………………………………………………………………………………………… 5 材料参数测试方法 4 ……………………………………………………………………………………… 5.1 组分与厚度测试 4 …………………………………………………………………………………… 5.2 表面晶向测试 8 ……………………………………………………………………………………… 5.3 晶格常数测试 9 ……………………………………………………………………………………… 5.4 表面平整度测试 10 …………………………………………………………………………………… 5.5 表面粗糙度测试 12 …………………………………………………………………………………… 5.6 材料电学参数测试 13 ………………………………………………………………………………… 5.7 少数载流子寿命测试 16 ……………………………………………………………………………… 5.8 位错密度测试 18 ……………………………………………………………………………………… 5.9 表面缺陷密度测试 20 ………………………………………………………………………………… 5.10 X射线双晶衍射半峰宽测试 20 …………………………………………………………………… 5.11 X射线形貌测试 22 ………………………………………………………………………………… 5.12 材料性能非均匀性测试 23 ………………………………………………………………………… 6 空间环境下材料抗辐照性能测试方法 24 ………………………………………………………………… 6.1 试验条件 24 …………………………………………………………………………………………… 6.2 材料抗辐照性能参数测试 24 ………………………………………………………………………… 7 材料参数的精密度、精确度和不确定度测试方法 24 …………………………………………………… 8 测试设备要求 24 …………………………………………………………………………………………… 附录A(规范性附录) 材料的光学常数 25 ………………………………………………………………… 附录B(规范性附录) 纵向组分梯度分布的碲镉汞外延材料透过率Ta+和反射率Ra-的计算26…… 附录C(资料性附录) 激光干涉仪原理 29 ………………………………………………………………… 附录D(资料性附录) 位错密度测量值的标准均方差与腐蚀坑计数平均值的关系 30 ………………… 参考文献 31 ……………………………………………………………………………………………………GB/T30110—2013 前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由全国空间科学及其应用标准化技术委员会(SAC/TC312)归口。 本标准起草单位:中国科学院上海技术物理研究所、中国电子科技集团第十一研究所、中国兵器工 业集团昆明物理研究所。 本标准主要起草人:杨建荣、周立庆、魏彦锋、折伟林、孙士文、陈路、王金义、何力。 ⅠGB/T30110—2013 空间红外探测器碲镉汞外延材料 参数测试方法 1 范围 本标准规定了空间红外探测器用碲镉汞(HgCdTe)外延材料性能参数的测试方法和测试设备 要求。 本标准适用于空间红外探测器用碲镉汞外延材料的参数测试,其他用途的碲镉汞外延材料参数的 测试可参照使用。 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/T1553—2009 硅和锗体内少数载流子寿命测定-光电导衰减法 GB/T1555—2009 半导体单晶晶向测定方法 GB/T4326—2006 非本征半导体单晶霍尔迁移率和霍尔系数测量方法 GJB548B—2005 微电子器件试验方法和程序 GJB1485 材料物理性能测试方法的精密度、精确度和不确定度 GJB2712 测量设备的质量保证要求计量确认体系 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 衬底 substrate 为外延提供周期性排列的表面原子结构的单晶材料。 3.2 外延材料 epitaxialmaterial 在单晶衬底上用气相和液相等生长方法获得的单晶薄膜材料。 3.3 液相外延 liquidphaseepitaxy;LPE 把半导体材料溶解在溶剂中,使其形成饱和溶液,然后把此饱和溶液覆盖在单晶衬底上,降低温度, 溶液过饱和,在衬底上沿衬底结晶轴方向生长出新的半导体单晶薄层的工艺。 [GB/T14264—2009,定义3.143] 3.4 分子束外延 molecularbeamepitaxy;MBE 在超高真空下,使衬底保持在适当温度,把一束或多束分子连续沉积到衬底表面而得到超薄单晶层 的工艺。 [GB/T14264—2009,定义3.161] 1GB/T30110—2013 3.5 缓冲层 bufferlayer 位于衬底与外延材料之间的过渡层。 3.6 组分 composition 膺二元化合物(A1-xBx)1-yCy(y值非常接近0.5)中B原子数含量占A原子和B原子数量之和的 比例。 3.7 表观组分 apparentcomposition 按均匀材料计算得到的组分非均匀材料的组分值。 3.8 组分梯度 compositiongradient 组分沿材料纵向随厚度变化的比例。 3.9 透过率 transmissivity 当特定波长的光线垂直入射到上下表面平行的片状材料时的透射光强度与入射光强度的比值。 3.10 施主 donor 半导体中一种杂质或不完整性,它向导带提供电子形成电子导电。 [GB/T14264—2009,定义3.68] 3.11 受主 acceptor 半导体材料中的一种杂质,它接受从价带激发的电子,形成空穴导电。 [GB/T14264—2009,定义3.1] 3.12 n型半导体 n-typesemiconductor 多数载流子为电子的半导体材料。 [GB/T14264—2009,定义3.171] 3.13 p型半导体 p-typesemiconductor 多数载流子为空穴的半导体材料。 [GB/T14264—2009,定义3.202] 3.14 霍尔系数 Hull-coefficient 在霍尔效应中霍尔电场的大小与磁感应强度及电流密度成正比,比例系数称为霍尔系数。 [GB/T14264—2009,定义3.110] 3.15 霍尔迁移率 Hall-mobility 霍尔系数与导电率的乘积。 [GB/T14264—2009,定义3.112] 3.16 多数载流子 majoritycarrier 在非本征半导体材料中,多于载流子总浓度半数的载流子,例如,p型半导体中的空穴。 2GB/T30110—2013 [GB/T14264—2009,定义3.150] 3.17 迁移率 mobility 载流子在单位电场强度作用下的平均漂移速度。 [GB/T14264—2009,定义3.160] 3.18 少数载流子 minoritycarrier 在非本征半导体材料中,少于载流子总浓度半数的载流子,例如,p型半导体中的电子。 [GB/T14264—2009,定义3.159] 3.19 位错 dislocation 晶体中的一种线缺陷,它是晶体中已滑移与未滑移区之间边界构成的,或是以伯格氏回路闭合性破 坏来表征的缺陷。 [GB/T14264—2009,定义3.36] 3.20 表面缺陷 surfacedefect 未经缺陷腐蚀剂腐蚀就以凸起或凹陷方式显露在材料表面的晶体结构缺陷。 3.21 表面平整度 surfaceflatness 设两个平行的基准面,使得规定区域内的材料表面落在两平行平面的范围内,两平面之间的最小距 离被定义为材料表面平整度,该距离也是表面起伏的峰谷差,单位采用微米(μm)表示。 3.22 表面粗糙度 surfaceroughness 特定面积内材料表面与表面基准面(各表面点到基准面距离的算术平均值为零)之间距离的标准均 方差值。 3.23 X射线衍射貌相 X-raytopography 材料中特定原子晶面因X射线入射而产生的衍射光的强度面分布。 3.24 X射线双晶衍射半峰宽 X-rayfullwidthathalfmaximum;FWHM 材料中特定原子晶面所产生的衍射光