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国家标准计划《半导体单晶晶向测定方法》由 TC203(全国半导体设备和材料标准化技术委员会)归口,TC203SC2(全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分会)执行 ,主管部门为国家标准化管理委员会

主要起草单位 中国电子科技集团公司第四十六研究所有研半导体材料有限公司丹东新东方晶体仪器有限公司中国电子科技集团公司第十三研究所中环领先半导体材料有限公司浙江省硅材料质量检验中心广东先导稀材股份有限公司浙江海纳半导体有限公司

目录

基础信息

计划号
20211950-T-469
制修订
修订
项目周期
18个月
下达日期
2021-07-21
申报日期
2020-01-01
公示开始日期
2020-08-17
公示截止日期
2020-08-31
标准类别
方法
国际标准分类号
77.040
77 冶金
77.040 金属材料试验
归口单位
全国半导体设备和材料标准化技术委员会
执行单位
全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分会
主管部门
国家标准化管理委员会

起草单位

目的意义

晶体是各向异性的物质,在单晶的使用和研究中必须了解它的位向,即单晶内主要结晶方向与晶体宏观坐标关系;单晶的这种各向异性对材料性能有很大影响。

同时受生产工艺要求,晶体的生长方向与晶向之间存在一定偏离角度,晶体在制造器件或进行外延时,要求按一定的晶向切片,晶体定向后可以对晶体上所有的面、线等进行标定,给出这些面、线的晶体学方向性符号,因此单晶定向的测定是材料研究的重要方面。

半导体材料中,硅、锗为第一代半导体材料,砷化镓、磷化铟为典型的第二代半导体材料,碳化硅、氮化镓为典型的第三代半导体材料。

随着近些年信息技术、光伏光电、大数据传输、云计算、AI技术、物联网等的发展,半导体材料也得到了快速发展。

尤其是第三代半导体材料,以其具有电荷饱和漂移速率高、禁带宽度大、耐高温、耐腐蚀、热导性好、抗辐射强等特点,非常适合应用于大功率、微波抗辐照等电子器件领域,是制造高压、高温、抗辐照功率半导体器件以及与5G通信有关联的微波通信的优良半导体材料。

随着磷化铟、碳化硅、氮化镓、氮化铝等新型半导体材料发展的日益成熟,对其测试的需求量也快速增加,而单晶晶向作为半导体材料最基础的技术参数之一,完善其测试标准显得尤为重要。

目前所使用的 GB/T 1555-2009《半导体单晶晶向测定方法》中,布拉格角只给出了硅、锗、砷化镓部分晶面的值,急需补充磷化铟、碳化硅、氮化镓、氮化铝等新型材料的布拉格角以及相关的技术要求,从而规范和统一新材料晶向的测试方法。

范围和主要技术内容

本标准规定了半导体单晶晶向的X射线衍射定向和光图定向的方法。本次主要对GB/T 1555-2009以下内容进行修订: 1、修改方法原理,并在表1中增加磷化铟、碳化硅、氮化镓、氮化铝等衍射晶面的布拉格角θ值。 2、增加测试环境的要求。 3、重新定义测试结果中角度偏差分量α和β。 α — 被测量样品X方向角度偏差分量; β— 被测量样品Y方向角度偏差分量; 4、增加磷化铟、碳化硅、氮化镓、氮化铝等典型材料晶向的单个实验室的重复性和多个实验的对比实验。 5、参照SEMI MF26-0714E Test Method for Determining the Orientation of a Semiconductive Single Crystal,结合实际测试经验,完善干扰因素内容。