国家标准计划《金刚石单晶抛光片位错密度的测试方法》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委。

主要起草单位 中国科学院半导体研究所 、德州学院 、中关村天合宽禁带半导体技术创新联盟 、江苏卓远半导体有限责任公司 、北京聚睿众邦科技有限公司 、吉林大学 、安徽光智科技有限公司 。

半导体材料的制备与应用开拓一直是国家高度重视的关键技术领域，是军事国防科学中必不可少的材料之一。

例如，8月12日，美国对超宽禁带半导体材料等技术实施新出口管制这一举动，充分反应了金刚石作为新一代半导体材料应用的巨大潜力。

2018年，质检总局、工信部、发改委等九部委联合印发了《新材料标准领航行动计划（2018-2020）》此文件落实国家新材料产业发展领导小组的部署，为指导新材料产品品质提升，带动科技创新，引领产业健康有序发展，研制一批“领航”标准。

其中先进半导体材料是关键战略材料的重要内容。

超宽禁带半导体材料处于从政产学研高度结合的研发创新到应用突破的阶段，制定领航标准，以半导体器件更高效率、更高功率密度和更高可靠性的需求为引导，能够更好地发挥标准对行业发展的规范和促进作用。

且半导体金刚石能够带来更高的能效以应对目前的环境问题、碳排放问题，支持我国“3060碳战略”的实现。

半导体金刚石材料为超宽禁带半导体，具有载流子迁移率高、饱和漂移速度大、击穿场强高、热导率高、耐高温、抗辐照等优异的物理性质，使得半导体金刚石在大功率电力电子器件、深紫外光电子器件、高温高频器件和辐射探测器等方面存在巨大的应用潜力，是下一代高性能半导体器件的首选材料，有着广泛的应用前景，已经被各国政府和科研人员所重点关注。

高质量半导体金刚石主要是以高温高压单晶金刚石作为衬底外延生长的化学气相沉积单晶金刚石。

我国是高温高压单晶金刚石的主要生产地，产量达300万克拉，占全球总产量90%以上；对于化学气相沉积单晶金刚石，随着生长工艺技术的完善和市场需求的持续增长，吸引了众多中小型化学气相沉积金刚石生产企业加入市场，市场规模正在逐步扩大，年产量已增长至95.8万克拉以上，产值增长至9750万元以上，主要应用在精密加工、光学窗口、高频声学表面波器件等领域。

对于可以应用在探测器、场效应晶体管、微机电系统等领域的高质量半导体金刚石，我国还属于基础研究阶段，产业链还不十分完整，国内有多家高等院校和科研单位，如西安电子科技大学、郑州大学、哈尔滨工业大学、吉林大学、中国电子科技集团公司第十三研究所、中国科学院半导体研究所以及德州学院等，正在进行半导体金刚石材料和器件应用方面的相关研究工作，具有巨大的潜力和发展空间。

金刚石作为超宽禁带半导体材料在国防、5G 通讯、能源互联网、新能源汽车、量子技术等领域具有战略性地位，有着广泛的发展前景。

它们具有耐高压、低功耗的显著优势，已经成为了中国功率半导体行业研发和产业化的重点。

在党和国家大政方针的引导下，亟需抓住战略机遇，着力高性能高能效半导体研发与产业化。

降低位错密度是金刚石在电子器件领域上应用的显著挑战，这些位错极大地限制了金刚石基器件的性能和可靠性。

本标准旨在采用干法刻蚀结合显微观察的方法，以单位面积上刻蚀坑的数目表示位错密度，单位为个每平方厘米（个/cm2）。

该方法为半导体金刚石单晶衬底和外延材料的晶体质量提供准确的和标准化的检测机制，这对于半导体金刚石单晶衬底和外延材料的研发、生产和应用过程中产品质量的统一控制有重要的意义。

本标准的优点是：经济、简单、安全。

采用氢气和氧气这两种无毒、常见的气体作为等离子体的气源，设备的普适性高。

实验证明本标准所采用的方法非常有效，成熟性很高。

本标准规定了利用干法刻蚀结合显微观察测试半导体金刚石单晶位错密度的方法。本标准适用于具有光滑表面的半导体金刚石单晶衬底和外延材料。 测试原理：对半导体金刚石单晶抛光片采用氢气+氧气干法刻蚀处理。氧原子优先和位错周围的金刚石的弱化学键进行反应，使得半导体金刚石单晶抛光片表面位错区域刻蚀速率较快，而对其他区域的刻蚀速率较慢。这样经过处理后，位错区域就会出现位错坑。在显微镜下观察并按一定规则统计这些具有特定形状的刻蚀坑，单位视场面积内的刻蚀坑个数即为位错密度。