书 书 书犐犆犛 ２９ ． ０４５ 犎 ８３ /G21 /G22 /G23 /G24 /G25 /G26 /G27 /G27 /G28 /G29 /G2A 犌犅 ／ 犜 ３７０５３ — ２０１８ /G21 /G22 /G23 /G24 /G25 /G26 /G27 /G28 /G29 /G26 /G2A /G2B /G2C /G2D 犌犲狀犲狉犪犾狊狆犲犮犻犳犻犮犪狋犻狅狀犳狅狉犲狆犻狋犪狓犻犪犾狑犪犳犲狉狊犪狀犱狊狌犫狊狋狉犪狋犲狊犫犪狊犲犱狅狀犵犪犾犾犻狌犿狀犻狋狉犻犱犲 ２０１８  １２  ２８ /G2E /G2F ２０１９  ０７  ０１ /G30 /G31 /G27 /G28 /G2B /G2C /G2D /G2E /G2F /G30 /G31 /G32 /G21 /G27 /G27 /G28 /G29 /G2A /G33 /G2F /G30 /G34 /G35 /G36 /G2E /G2F书 书 书前 　　 言 　　 本标准按照 ＧＢ ／ Ｔ１．１ — 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 ： 东莞市中镓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 、 中国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 。 Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ３７０５３ — ２０１８ 氮化镓外延片及衬底片通用规范 １ 　 范围 本标准规定了氮化镓外延片 （ 以下简称外延片 ） 及氮化镓衬底片 （ 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 。 本标准适用于氮化镓外延片与氮化镓衬底片 。 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 。 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 ／ Ｔ５６９８ — ２００１ 　 颜色术语 ＧＢ ／ Ｔ１４２６４ — ２００９ 　 半导体材料术语 ３ 　 术语和定义 ＧＢ ／ Ｔ５６９８ — ２００１ 、 ＧＢ ／ Ｔ１４２６４ — 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 — ２００９ 中的某些术语和定义 。 ３ ． １ 　 衬底结构 ３ ． １ ． １ 氮化镓自支撑衬底 　 犳狉犲犲狊狋犪狀犱犻狀犵犌犪犖狊狌犫狊狋狉犪狋犲 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 、 离子注入等后续工艺操作的氮化镓基片 。 ３ ． １ ． ２ 氮化镓复合衬底 　 犌犪犖狋犲犿狆犾犪狋犲 由氮化镓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 、 离子注入等后续工艺操作的氮化镓基片 。 ３ ． ２ 　 衬底导电类型 ３ ． ２ ． １ 氮化镓半绝缘型衬底 　 狊犲犿犻犻狀狊狌犾犪狋犻狀犵犌犪犖狊狌犫狊狋狉犪狋犲 电阻率大于 １０ ６ Ω · ｃｍ 的氮化镓自支撑衬底 。 ３ ． ３ 　 材料特性 ３ ． ３ ． １ 面电阻均匀度 　 狊犺犲犲狋狉犲狊犻狊狋犪狀犮犲狌狀犻犳狅狉犿犻狋狔 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 。 １ 犌犅 ／ 犜 ３７０５３ — ２０１８ ３ ． ３ ． ２ 残余应力 　 狉犲狊犻犱狌犪犾狊狋狉犲狊狊 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 厚度均匀性 　 狋犺犻犮犽狀犲狊狊狌狀犻犳狅狉犿犻狋狔 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 　 犲狆犻狋犪狓狔 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 — ２００９ ， 定义 ３．８２ ］ ３ ． ４ ． ２ 外延片 　 犲狆犻狋犪狓狔狑犪犳犲狉 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 ． ４ ． ３ 外延衬底 　 犲狆犻狋犪狓犻犪犾狊狌犫狊狋狉犪狋犲 基片 　 狊狌犫狊狋狉犪狋犲 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 金属有机化学汽相沉积 　 犿犲狋犪犾狅狉犵犪狀犻犮犮犺犲犿犻犮犪犾狏犪狆狅狉犱犲狆狅狊犻狋犻狅狀 ； 犕犗犆犞犇 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 。 ［ ＳＪ ／ Ｔ１１３９５ — ２００９ ， 定义 ３．３．５ ］ ３ ． ４ ． ５ 氢化物气相外延沉积 　 犺狔犱狉犻犱犲狏犪狆狅狉狆犺犪狊犲犲狆犻狋犪狓狔 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 　 犻狀狋犲狉狀犪犾狇狌犪狀狋狌犿犲犳犳犻犮犻犲狀犮狔 从电极注入电荷转化的光子数与注入电荷数之比 。 注 ： 内量子效率是电子和空穴的复合几率 、 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 — ２００７ ， 定义 ２．２．１４ ］ ３ ． ５ ． ２ 光功率保持率 　 犾犻犵犺狋狆狅狑犲狉犿犪犻狀狋犲狀犪狀犮犲 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 　 狉犲狊狆狅狀狊犻狏犻狋狔 犚 单位入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 ）。 ２ 犌犅 ／ 犜 ３７０５３ — ２０１８ ３ ． ５ ． ４ 暗电流 　 犱犪狉犽犮狌狉狉犲狀狋 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 　 狉犲狊狆狅狀狊犲狋犻犿犲 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 。 ４ 　 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 ： ——— 铝镓氮系 （ ＡｌＧａＮ ）； ——— 铟镓氮系 （ ＩｎＧａＮ ）。 ４ ． ３ 　 衬底片按结构分为 ： ——— 氮化镓自支撑衬底片 ； ——— 氮化镓复合衬底片 。 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 ）。 ５ 　 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 类别 参数技术要求 最小值 额定值 最大值 外延片直径 翘曲度 厚度 Ｐ 型 有源层 Ｎ 型 — — √ √ √ √ — — — — — √ √ √ √ ３ 犌犅 ／ 犜 ３７０５３ — ２０１８ 表 １ （ 续 ） 类别 参数技术要求 最小值 额定值 最大值 复合衬底片直径 弯曲度 翘曲度 厚度 总厚度变化 √ — — √ — — — — — — √ √ √ √ √ 自支撑衬底片直径 — √ — 弯曲度 — — √ 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 参数技术要求 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 ，“—” 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 参数技术要求 最小值 额定值 最大值 晶面 — √ — 参考面 — √ — 峰位 — √ — ４ 犌犅 ／ 犜 ３７０５３ — ２０１８ 表 ３ （ 续 ） 参数技术要求 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 参数技术要求 最小值 最大值 载流子浓度 Ｎ 型 √ — Ｐ 型 √ — Ｓ 型 — — 迁移率 Ｎ 型 √ — Ｐ 型 √ — Ｓ 型 — — 电阻率 Ｎ 型 — √ Ｐ 型 — √ Ｓ 型