声明

本文是学习GB-T 5238-2019 锗单晶和锗单晶片. 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

本标准规定了锗单晶和锗单晶片的要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存、质量证明书

及订货单(或合同)内容。

本标准适用于制备半导体器件、激光器组件、红外光学部件用的锗单晶和锗单晶片。

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 1550 非本征半导体材料导电类型测试方法

GB/T 1553 硅和锗体内少数载流子寿命测定 光电导衰减法

GB/T 1555 半导体单晶晶向测定方法

GB/T 2828.1—2012 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 5252 锗单晶位错腐蚀坑密度测量方法

GB/T 14264 半导体材料术语

GB/T 14844 半导体材料牌号表示方法

GB/T 26074 锗单晶电阻率直流四探针测量方法

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 牌号

锗单晶和锗单晶片的牌号表示应符合 GB/T14844 的规定。

4.2 锗单晶

4.2.1 导电类型

锗单晶的导电类型分 N 型 、P 型两种。

4.2.2 电阻率

锗单晶的电阻率应符合表1的规定。

GB/T 5238—2019

1

导电类型

掺杂剂

电阻率p(23℃±0.5℃)

Ω ·cm

P型

Ga

0.001~45.0

In

0.001~45.0

Au+Ga(In)

0.5~5.0

N型

Sb

0.001~45.0

非掺杂

35.0~50.0

4.2.3 径向电阻率变化

锗单晶的径向电阻率变化应符合表2的规定。

2

直径d

mm

径向电阻率变化(绝对值)

10≤d<50

≤10%

50≤d<100

≤15%

100≤d<150

≤20%

150≤d<200

≤25%

200≤d≤300

≤30%

注:直径指未滚圆锗单晶的尺寸。

4.2.4 少数载流子寿命

锗单晶的少数载流子寿命应符合表3的规定。

3

电阻率p

Ω ·cm

少数载流子寿命

μs

N型

P型

0.001≤p<1.0

>1

1.0≤p<2.5

≥100

≥80

2.5≤p<4.0

≥150

≥120

4.0≤p<8.0

≥220

≥200

8.0≤p<16.0

≥350

≥300

16.0≤p≤50.0

≥600

≥500

GB/T 5238—2019

4.2.5 晶向及晶向偏离度

锗单晶的晶向为\<100>、\<111>,其晶向偏离度应不大于2°。

4.2.6 晶体完整性

4.2.6.1 不同用途锗单晶的位错密度应符合表4的规定。

4

用途

位错密度

个/cm²

半导体器件

≤1.000

激光器组件

≤5.000

红外光学部件

≤100000

4.2.6.2
锗单晶不应有位错堆、星形结构。锗单晶中单根小角晶界和位错排的长度均应不大于3
mm,

小角晶界和位错排的总长度均应不大于锗单晶直径的1/6。

4.2.7 几何参数

锗单晶的直径和直径相对允许偏差符合表5的规定。

5

直径d

mm

直径相对允许偏差

不大于

10~100

≤5%

>100~200

≤10%

>200~300

≤15%

注1:直径及直径相对允许偏差指未滚圆锗单晶的尺寸。

注2:直径相对允许偏差指同一根锗单晶最大直径和最小直径之差与平均直径的比值。

4.2.8 表面质量

滚圆后的锗单晶表面应无裂纹、孔洞、划痕,柱面应无未滚到之处。

4.3 锗单晶片

4.3.1 总则

锗单晶片的导电类型、电阻率、径向电阻率变化、少数载流子寿命、晶向及晶向偏离度、晶体完整性

应符合4.2的规定,质量由供方保证。

4.3.2 几何参数

锗单晶片的几何参数应符合表6的规定。

GB/T 5238—2019

6

几何参数

要求

允许偏差

直径d

mm

<300

±0.05

厚度

mm

0.4~50.0

±0.05

平行度

mm

d≤100

≤0.02

d>100

≤0.03

圆度

mm

d≤100

≤0.02

d>100

≤0.03

倒角尺寸

mm

0.2~0.8

±0.10

倒角角度

45°或30°

±5°

表面粗糙度Ra"/μm

<1.0

仅适用于红外光学部件用的锗单晶片。

4.3.3 表面质量

4.3.3.1 锗单晶片的崩边长度应不大于0.5 mm,
每个崩边的圆周弦长应不大于2 mm, 且每片锗单晶片 上崩边个数应不大于2个。

4.3.3.2
锗单晶片表面不应有裂纹、孔洞、明显刀痕或划痕。

4.3.3.3
锗单晶片经清洗干燥后,表面应洁净、无色斑、无油污、无残胶、无水渍。

4.4 其他

需方如对锗单晶和锗单晶片有特殊要求,由供需双方协商并在合同中注明。

5 试验方法

5.1 锗单晶导电类型的测试按GB/T 1550 的规定进行。

5.2 锗单晶电阻率和径向电阻率变化的测试按GB/T 26074 的规定进行。

5.3 锗单晶少数载流子寿命的测试按GB/T 1553 的规定进行。

5.4 锗单晶晶向及晶向偏离度的测试按GB/T1555 的规定进行。

5.5 锗单晶晶体完整性测试按 GB/T 5252 的规定进行。

5.6 锗单晶和锗单晶片几何参数的测试按表7的规定进行。

7

参数

检测仪器

直径

分度值为0.001mm千分尺或3D影像仪

厚度

分度值为0.001mm千分尺

平行度

分度值为0.01 mm百分表

GB/T 5238—2019

7 ( 续 )

参数

检测仪器

倒角尺寸、倒角角度

3D影像仪

圆度

圆度仪

表面粗糙度

表面粗糙度仪

5.7 锗单晶和锗单晶片的表面质量用目视检查,如有需要用相应精度的量具测量。

6 检验规则

6.1 检查和验收

6.1.1
产品应由供方质量检验部门进行检验,保证产品质量符合本标准或订货单(或合同)的规定,并
填写产品质量证明书。

6.1.2
需方应对收到的产品按本标准的规定进行检验,若检验结果与本标准或订货单(或合同)的规定
不符时,应在收到产品之日起2个月内向供方提出,由供需双方协商解决。如需仲裁,仲裁取样由供需
双方共同委托仲裁机构进行。

6.2 组批

产品应成批提交验收。每批锗单晶或锗单晶片应由同一牌号、同一尺寸、同一用途、同一电阻率范

围的产品组成。

6.3 检验项目

产品应成批提交检验。每批锗单晶的检验项目应符合表8的规定。每批锗单晶片应对几何参数、

表面质量进行检验。

8

检验项目

半导体器件、激光器组件用锗单晶

红外光学部件用锗单晶

导电类型

电阻率

径向电阻率变化

少数载流子寿命

×

晶向及晶向偏离度

晶体完整性

o

几何参数

表面质量

注:" √"表示逐批检验;“O”表示供需双方协商确定是否检验;"×"表示不予检验。

6.4 取 样

6.4.1 锗单晶的检验取样按表9的规定进行。

GB/T 5238—2019

9

检验项目

取样位置

取样数量

要求的章条号

试验方法的章条号

导电类型

锗单晶的头、

尾各切1片

逐根

4.2.1

5.1

电阻率

4.2.2

5.2

径向电阻率变化

4.2.3

5.2

少数载流子寿命

4.2.4

5.3

晶向及晶向偏离度

4.2.5

5.4

晶体完整性

4.2.6

5.5

几何参数

4.2.7

5.6

表面质量

4.2.8

5.7

6.4.2 锗单晶片几何参数的检验取样按GB/T 2828. 1—2012
中一般检验水平Ⅱ,正常检验一次抽样方

案进行;表面质量的检验逐片进行。

6.5 检验结果的判定

6.5.1
锗单晶的导电类型、电阻率、径向电阻率变化、少数载流子寿命、晶向及晶向偏离度、晶体完整性
中任一检验结果不合格时,则重新取样对该不合格项目进行重复检验,若检验结果仍不合格,判该根锗
单晶不合格。

6.5.2
锗单晶的几何参数、表面质量的任一检验结果不合格时,判该根锗单晶不合格。

6.5.3 锗单晶片几何参数的接收质量限(AQL) 为0.40。

6.5.4 锗单晶片的表面质量检验结果不合格时,判该片锗单晶片不合格。

7 标志、包装、运输、贮存和质量证明书

7.1 标志

7.1.1
产品应密封于透明塑料袋或相应尺寸的型模中,并贴上标签,其上注明:

a) 供方名称及商标;

b) 产品名称;

c) 产品批号;

d) 规格尺寸;

e) 净重;

f) 生产日期。

7.1.2 产品应包装成箱,箱外注明:

a) 供方名称;

b) 产品名称;

c) 产品批号:

d) 毛重、净重;

e) "小心轻放""防腐"和"防潮"字样。

7.2 包装、运输、贮存

7.2.1
将密封后的产品装入符合环保要求的包装箱内,箱内空隙用填料塞紧。包装箱外用包扎带

GB/T 5238—2019

捆紧。

7.2.2
产品在运输和贮存过程中应防止机械损伤,并防腐蚀、防受潮、防震动、防沾污。

7.3 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、地址、电话、传真;

b) 产品名称和牌号;

c) 产品批号;

d) 产品数量;

e) 分析检验结果和质量检验部门印记;

f) 本标准编号;

g) 出厂日期(或包装日期)。

8 订货单(或合同)内容

本标准所列产品的订货单(或合同)应包括下列内容:

a) 产品名称;

b) 产品牌号;

c) 技术要求;

d) 产品数量;

e) 本标准编号;

f) 其他。

延伸阅读

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