声明

本文是学习GB-T 30856-2014 LED外延芯片用砷化镓衬底. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们

1 范围

本标准规定了 LED
外延芯片用砷化镓单晶衬底片(以下简称衬底)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 外延芯片用的砷化镓单晶衬底。

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/T 191 包装储运图示标志

GB/T 1555 半导体单晶晶向测定方法

GB/T 2828.1 计数抽样检验程序 第1部分:按接收质量限(AQL)
检索的逐批检验抽样计划

GB/T 4326 非本征半导体单晶霍尔迁移率和霍尔系数测量方法

GB/T 6616 半导体硅片电阻率及硅薄膜层电阻测试方法 非接触涡流法

GB/T 6618 硅片厚度和总厚度变化测试方法

GB/T 6620 硅片翘曲度非接触式测试方法

GB/T 6621 硅片表面平整度测试方法

GB/T 6624 硅抛光片表面质量目测检验方法

GB/T 8760 砷化镓单晶位错密度的测量方法

GB/T 13387 硅及其他电子材料晶片参考面长度测量方法

GB/T 13388 硅片参考面结晶学取向X 射线测试方法

GB/T 14140 硅片直径测量方法

GB/T 14264 半导体材料术语

GB/T 14844 半导体材料牌号表示方法

SEMI M9.7-0200 直径150 mm 砷化镓单晶圆形抛光片(切口)规范

3 术语和定义

GB/T 14264 界定的术语和定义适用于本文件。

4 要求

4.1 分类

砷化镓衬底按导电类型分为n 型和p 型两种类型。

4.2 牌号

砷化镓衬底牌号表示按 GB/T 14844 的规定。

GB/T 30856—2014

4.3 规格

砷化镓衬底按直径分为中50.8 mm、 中76.2 mm、 中100 mm、 中150 mm4
种规格,或由供需双方商定。

4.4 电学性能

砷化镓衬底的电学性能应符合表1的规定。

1

序号

项 目

要求

n

p

1

电阻率/(Ω · cm)

0.01~1×10-3

0.1~3×10-3

2

迁移率/[cm²/(V · s)]

≥1000

≥40

3

载流子浓度/cm⁻ 3

1×10¹7~4×10¹

5×10¹7~5×1019

4.5 表面晶向及晶向偏离

砷化镓衬底的表面晶向为\<100>,晶向偏离不大于0.5°(当客户对晶向参数有特殊要求时由供需

双方在合同中确定)。

4.6 位错密度

砷化镓衬底的位错密度应符合表2的规定。

2

项 目

要求

φ50.8 mm

φ76.2 mm

中100 mm

φ150 mm

位错密度/(个/cm²)

≤2×10³

≤4×10³

≤5×10³

≤1×10

注:当客户对晶体位错密度参数和位错类型及分布有特殊要求时由供需双方在合同中确定。

4.7 表面质量

在砷化镓衬底表面边缘2 mm
范围内无划痕、崩边、桔皮和裂缝。在整个表面无沾污、溶剂残留物、

蜡残留物或按合同规定。

4.8 参考面的取向、形状和尺寸

4.8.1 φ50.8 mm(φ2”)、中76.2 mm(φ3”)、中100 mm(φ4")
砷化镓衬底参考面的取向、形状和长度应符

合表3的规定。

GB/T 30856—2014

3

参数项目

要求

参考面选择

V型槽

燕尾槽

主参考面取向

[011]±0.5°属于1个砷面,

主参考面垂直于V型槽

[011]±0.5°属于1个镓面,

主参考面垂直于燕尾槽

副参考面取向

从主参考面逆时针转90°±5°

从主参考面顺时针转90°±5°

规格

φ50.8 mm(φ2")

φ76.2 mm(φ3")

φ100 mm(φ4")

主参考面长度

16 mm±1 mm 22 mm±1 mm 32 mm±1 mm

副参考面长度

8 mm±1 mm 11 mm±1 mm 18 mm±1 mm

4.8.2 φ150
mm(φ6")砷化镓衬底参考面的取向、形状和尺寸应符合表4的规定。

4

项 目

要求

参考面切口位置取向、形状和尺寸

取向

深度/mm

开角/(°)

[010]±2°

1+925

909

4.9 外形几何尺寸

砷化镓衬底的外形几何尺寸应符合表5的规定。

5

序号

项 目

要求

φ50.8 mm(φ2")

φ76.2 mm(φ3")

φ100 mm(φ4")

φ150 mm(φ6")

1

直径及允许偏差/mm

50.8±0.2

76.2±0.2

100.0±0.2

150.0±0.2

2

厚度及允许偏差/μm

(280~500)±15

(400~600)±20

(400~650)±25

(400~700)±25

总厚度变化TTV/μm

≤12

≤15

≤18

≤20

3

平整度TIR/μm

≤6

≤8

≤10

≤10

4

翘曲度Warp/μm

≤12

≤15

≤20

≤25

注:如客户对外形几何尺寸有其他特殊要求时,双方商议后在合同中签订。

5 检验方法

5.1 电学性能

5.1.1 电阻率

5.1.1.1 砷化镓衬底的电阻率检测按GB/T4326
规定的测量方法进行。

GB/T 30856—2014

5.1.1.2 砷化镓衬底的电阻率检测也可按附录 A
规定的测量方法进行。

5.1.2 迁移率

5.1.2.1 砷化镓衬底的迁移率检测按GB/T 4326
规定的测量方法进行。

5.1.2.2 砷化镓衬底的迁移率检测也可按附录 B
规定的测量方法进行。

5.1.3 载流子浓度

5.1.3.1 砷化镓衬底的载流子浓度检测按GB/T 4326
规定的测量方法进行。

5.1.3.2 砷化镓衬底的载流子浓度检测也可按附录B
规定的测量方法进行。

5.2 表面晶向及晶向偏离

砷化镓衬底的表面晶向及晶向偏离检测按GB/T 1555 规定的测定方法进行。

5.3 位错密度

砷化镓衬底的位错密度检测按GB/T 8760规定的测量方法进行。

5.4 表面质量

砷化镓衬底的表面质量检测按 GB/T 6624 规定的测量方法进行。

5.5 参考面取向、形状和长度

5.5.1 砷化镓衬底的参考面取向的测试按 GB/T13388 规定的测量方法进行。

5.5.2 砷化镓衬底的参考面切口形状检测按 SEMI M9.7-0200 的规定进行。

5.5.3 砷化镓衬底的参考面长度的测量按 GB/T 13387 规定的测量方法进行。

5.6 外形几何尺寸

5.6.1 砷化镓衬底的直径及允许偏差按 GB/T 14140 规定的测量方法进行。

5.6.2 砷化镓衬底的厚度及允许偏差和总厚度变化按 GB/T 6618
规定的测量方法进行。

5.6.3 砷化镓衬底的平整度按GB/T 6621规定的测量方法进行。

5.6.4 砷化镓衬底的翘曲度按GB/T6620 规定的测量方法进行。

6 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) 温度:23℃±5℃;

b) 相对湿度:20%~70%;

c) 大气压力:86 kPa~106 kPa;

d) 洁净度:10000级。

6.2 检验和验收

6.2.1
产品应由供方技术质量监督部门进行检验,保证产品质量符合本标准及合同的规定,并填写产
品质量证明书。

6.2.2
需方可对收到的产品按本标准或合同的规定进行检验。若发现产品质量不符合本标准或合同

GB/T 30856—2014

的要求时,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

6.3.1
在相同的设计、工艺及原材料批和生产设备无更换且正常运行的条件下,于6周内生产的衬底,
构成一个检验批。

6.3.2
对于砷化镓衬底的电学性能、表面晶向及晶向偏离、位错密度检验,应由每根砷化镓单晶锭所切
割的全部衬底构成电学性能参数、表面晶向及晶向偏离和位错密度检验项目的一个子检验批单位。

6.4 检验项目、规则及判据

6.4.1
首先在每根砷化镓单晶锭头和锭尾各切2片衬底,然后进行电学性能参数、表面晶向及晶向偏
离和位错密度的检验。

6.4.1.1
采用传统的霍尔测量方法进行电学性能参数检验时,检验规则及合格判据应符合表6的规定。

6

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

1

电阻率

4.4的表1中第1项

5.1.1.1

6块(指由1根晶锭头和尾部

所切各1片晶片的圆心点、

1/2半径点和1/3半径

点上所取的共6个测试样块)

0

2

迁移率

4.4的表1中第2项

5.1.2.1

3

载流子浓度

4.4的表1中第3项

5.1.3.1

4

表面晶向及

晶向偏离

4.5

5.2

2块(指由1根晶锭头部所

切的、进行电性能测试后晶片

剩余的部分所取的测试样块)

0

5

位错密度

4.6

5.3

2片

(指由1根晶锭头和尾部

所切的另外各1整片晶片)

0

6.4.1.2
若采用非破坏性的方块电阻测试仪和迁移率、载流子浓度测试仪来进行电学性能参数检验时,

检验规则及合格判据应符合表7的规定。

7

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

1

电阻率

4.4的表1中第1项

5.1.1.2

2片

(指由1根晶锭头和

尾部所切的各1整片晶片)

0

2

迁移率

4.4的表1中第2项

5.1.2.2

3

载流子浓度

4.4的表1中第3项

5.1.3.2

4

表面晶向及

晶向偏离

4.5

5.2

2块(指由1根晶锭头部

所切的、进行电性能测试

后晶片所取的2块测试样块)

0

5

位错密度

4.6

5.3

2片

(指由1根晶锭头和尾部

所切的另外各1整片晶片)

0

6.4.2
每个检验批砷化镓衬底的表面质量、参考面取向和参考面或切口位置、尺寸及外形几何尺寸检

验项目的检验规则及合格判据应符合表8的规定。抽样方案按 GB/T
2828.1一次正常抽样方法进行;

GB/T 30856—2014

IL=Ⅱ,AQL=6.5。

8

序号

检验项目

要求条款号

检验方法

GB/T 2828

IL

AQL

1

表面质量

4.7

5.4

6.5

2

参考面取向、形状和尺寸

4.8

5.5

3

直径和允许偏差

4.9的表5中第1项

5.6.1

4

厚度和允许偏差和总厚度变化

4.9的表5中第2项

5.6.2

5

平整度

4.9的表5中第3项

5.6.3

6

翘曲度

4.9的表5中第4项

5.6.4

6.5 检验结果的判定

若表6或表7中的5项检验中有任何一项检验不合格,则判定该根砷化镓单晶锭子检验批不合格,

该单晶锭所切的衬底不得进入该产品检验批继续进行后续检验和交付。

若表8中的6项检验中有任何一项检验不合格,则判定该检验批产品不合格。

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。若产品不合格是因衬底的表面质量、
参考面取向、形状、尺寸或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"重新检验批"予以重新交付。如果是因衬底的电学性能、位错及晶向达不到
产品标准或合同协议的要求,则该批产品将被拒收,不能重新交付,应由生产方重新提供另外批次检验

合格的衬底。

7 标志、包装、运输、储存和质量证明书

7.1 标志

7.1.1 晶片要做成器件,因而其表面不能做任何标志。

7.1.2 包装盒标志应包括以下内容:

a) 生产年份;

b) 衬底牌号;

c) 衬底编号。

7.1.3 包装箱标志应包括以下内容:

a) 产品名称、牌号、数量;

b) 生产方名称、地址、电话;

c) 防潮、防撞、防腐蚀等包装储运图示标志,应符合 GB/T 191 的规定。

7.2 包装

经过清洗干净的衬底片放入特制的聚乙烯圆形包装盒里,每盒一片,主面朝下,放上压环,用塑料袋

充氮气密封,然后连同合格证、质量保证书一起装入塑料盒里(每盒里的数量根据衬底的直径而定),再

GB/T 30856—2014

将塑料盒放入包装箱内,周围用塑料泡沫填充,以防止移动相互挤碰,最后用胶带封好。

7.3 运输及贮存

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。

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

每批产品应附有质量证明书,其上注明:

a) 供方名称;

b) 合同号;

c) 产品名称、牌号;

d) 产品检验批号和构成检验批所有衬底及其晶锭的编号;

e) 产品标准号;

f) 各项参数检验结果和检验员印章及检验日期;

g) 检验部门印章。

8 订货单(或合同)内容

订购本标准所规定产品的订货单(或合同)应包括以下内容:

a) 产品名称、牌号;

b) 产品所依据的标准名称和编号;

c) 产品数量;

d) 使用的包装要求;

e) 特殊要求;

f) 其他。

A.2

GB/T 30856—2014

d) 启动测试程序,确定测量范围,开始进行测量;

e) 测量结束后,取下测试样品,重新包装。

A.6.2 电阻率的计算

衬底每个测试点的电阻率按式(A.1) 计算:

p=tR … … … … … … … …(A. 1)

式中:

p— 每个测试点的电阻率,单位为欧厘米(Ω ·cm);

t—— 衬底的厚度,单位为厘米(cm);

R—— 每个测试点的方块电阻,单位为欧(Ω)。

A.7 合格判据

每片衬底的每个测试点的电阻率都满足要求,则判定该衬底的电阻率检验合格。

A.8 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;

f) 测试审核人员;

g) 测试结果和测试日期。

GB/T 30856—2014

B

(规范性附录)

衬底室温载流子浓度与迁移率的测量方法

B.1 适用范围

本方法适用于使用迁移率及载流子浓度测试仪对砷化镓单晶衬底的室温载流子浓度与迁移率的

测量。

B.2 测试仪器

非接触式迁移率及载流子浓度测试仪(推荐Lehightonl 600)。

B.3 测试原理

测试仪中使用一个10 GHz
的微波源和波导管,将能量垂直入射到被测样片的表面,入射波引出两
种反射波:
一种是霍尔效应引起的,偏振方向与入射波垂直;另一种是普通反射波,偏振方向与入射波相
同;被测样片置于垂直磁场中时,探测到霍尔功率,霍尔功率垂直于反射功率使得测试仪可分别测得正
向功率、反射功率和霍尔功率。各测试量转化为电导率张量系数导入分析软件,即可获得迁移率和载流

子浓度测试量值。

B.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:23℃±5℃;

b) 相对湿度:20%~70%;

c) 大气压力:86 kPa~106 kPa;

d) 洁净度:10000级。

B.5 测点选择

衬底均以穿过定位边中点和衬底片圆心线为 Y 轴;以穿过衬底圆心并与 Y
轴垂直线为X 轴。衬

底测试点数量为5点,测试点分布如图 B.1
所示,5点坐标分别为(0,0)、(0,2R/3)、(0,-2R/3)、

(2R/3,0)、(-2R/3,0)。 图 中R
为有效测试区域半径,根据衬底的尺寸,半径为4/5衬底半径的圆形

区域作为有效测试区域。

style="width:6.22002in;height:5.78006in" />

B.1 测试点分布(R 为有效测试区域半径)

GB/T 30856—2014

B.6 测试程序

测试程序按以下步骤进行:

a) 将衬底样片带入万级超净环境后打开包装盒;

b) 用干净的塑料镊子取出衬底样片,置于测试导轨上,将导轨送入测试设备;

c) 按测试设备规定设定调节测试的条件参数,打开测试软件,选择测试程序;

d) 启动测试程序,确定测量范围,开始进行测量;

e) 测量结束后,取下测试样品,重新包装。

B.7 合格判据

每片衬底5个测试点的迁移率μ[单位为cm²/(V · s)]
和室温载流子浓度n、(单位为cm⁻³) 都满足
要求,则判定该衬底的迁移率和载流子浓度检验合格。

B.8 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;

f) 测试审核人员;

g) 测试结果和测试日期。

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