兰宝石衬底检测标准可润张卫兴.

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1、兰宝石衬底检测标准 1、国际SEMI M3-1296兰宝石单晶抛光衬底规范 2、国际SEMI M3.2-912INCH兰宝石衬底标准 3、国际SEMI M3.4-913INCH兰宝石衬底标准 4、国际SEMI M3.5-92100MM兰宝石衬底标准 5、国际SEMI M3.6-883INCH回收兰宝石衬底标准 国际SEMI标准中的5标准 国家标准 GB/T13843兰宝石单晶抛光衬底片 以上要求是对兰宝石晶片总的质量要求。 即:晶体纯洁、尺寸规范、表面平整光滑、 无损伤层、晶格完整、晶片洁净 具体要求如下： 1、蓝宝石晶片的材料内在质量要求： a-AL203的纯度：99.999% 表面取向精度

2、:0.5 位错密度:1105个/CM2 a a 45 45 C轴(投影) 参考面 用于GaN生长的蓝宝石晶片 2、蓝宝石晶片几何尺寸的要求： 参考面定位误差：1 直径误差： 0.05mm 厚度误差： 0.03mm 弯曲度： 20um 平整度: 1um 抛光面粗糙度Ra: 0.5nm 3、蓝宝石晶片表面质量要求： 崩边：弧长1mm 麻点：不允许存在 桔皮：不允许存在 应变层：不允许存在 4、加工蓝宝石晶片结净要求： 金属离子： 1109个/CM2 有机物碳含量： 5109个/CM2 微粒（尺寸0.1 um) 20个/片 晶面： 蓝宝石晶体的主要晶向有: C面(0001)、r面（0112）、a面（

3、1120） 为了使外延生长的GaN（氮化镓）与蓝宝石具有最小 的晶格失配系数，所以用于生长GaN的蓝宝石晶面取向 通常是C面(0001)、r面（0112）、a面（ 1120）等特定的方向。 检测蓝宝石的晶向通常用： X射线衍射法和光点定向法 用：X射线衍射仪（精度为15） 位错密度： 通过观察晶片表面的腐蚀图案，来确位错的密度。 常用的腐蚀液是熔融的KOH（氢氧化钾），在一定的温度下（ 300+10min）， 蓝宝石与KOH发生化学反应：AL203+2KOH2KALO2+H2O 几何尺寸检测： 厚度差（TTV）、定位边、平面度、翘曲度。 激光干涉仪： 表面粗糙度（原子力显微镜）AFM 晶片加工

4、后表层检测： 1、崩边：7倍放大镜 2、麻点（坑形成）：40倍放大镜 3、桔皮（机械划伤）： 40倍放大镜 4、应变层：双晶摇摆曲线 晶片洁净度检测： 主要对金属离子和有机物碳含量。 1、石黑炉原子吸收光谱仪； 2、感应耦合等离子质谱仪； 3、全反射X射线荧光光谱仪（常用）-表面污染分析。 晶片表面的固体微粒是一种表面杂质污染。 用原子力显微镜进行检测。 本片供给下道工序：金属有机化学气相沉积（MOCVD） 中 华 人 民 共和国电子行业标准 中华人民共和国工业和信息化部发布 氮化镓基发光二极管蓝宝石衬底片 SJ 1 范围 本标准规定了外延氮化镓的高纯蓝宝石单晶抛光衬底片 的技术要求、测试方法

5、、检验规则、标志、包装运输和 贮存等内容。 本标准适用于制备半导体发光二极管的外延氮化镓的高 纯蓝宝石单晶抛光衬底片（以下简称“衬底片”）。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。 凡是注日期的引用文件，其随后的修改单（不包括勘误的内 容）或修改版均不适用于本标准。然而，鼓励根据本标准达 成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不 注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 1031-1995 表面粗糙度参数及其数值 GB/T 1554-1995 硅晶体完整性化学择优腐蚀检验方法 GB/T 1555 半导体单晶晶向测定方法 GB/T 282

6、8.1-2003 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 6618 硅片厚度和总厚度变化测试方法 GB/T 6619 硅片弯曲度测试方法 GB/T 6620 硅片翘曲度非接触式测试方法 GB/T 6621 硅抛光片表面平整度测试方法 GB/T 6624 硅单晶抛光片表面质量目测检验方法 GB/T 14264-1993 半导体材料术语 SJ 20744-1999 半导体材料杂质含量红外吸收光谱分析通用导则 3 术语、定义和符号 GB/T 14264-1993 确立的术语和定义适用于本标准。 4 要求 4.1 化学组成为高纯的-Al2O3，总杂质含量应小

7、于110-4。 4.2 结晶完整性要求在所有直径范围内都是单晶， 位错应小于105 个/cm2， 双晶摇摆曲线的半峰值宽（FWHM）应小于1。 4.3 制备衬底片所使用的蓝宝石单晶的生长方法按合同 双方的规定。 4.4 表面取向和参考面取向应符合表1的规定。 4.8 表面粗糙度在所有直径范围内应小于0.3 nm。 4.9 表面缺陷的最大允许值应符合表5。 表5 表面缺陷的最大允许值 4.10 背面粗糙度在所有直径范围内均为0.4 m1.0 m。 4.11 背面不允许有裂纹和沾污，崩边的限度同表面，背面 划伤长度不能大于1/4 晶片直径。 4.12 晶体完整性的标准参见附录B。 4.13 常选用

8、的测量位置参见附录C。 4.14 表面质量示意图参见附录D。 4.15 蓝宝石结晶学图参见附录E。 4.16 特殊技术要求由供需双方商定。 5 检验方法 5.1 总杂质含量参照SJ 20744-1999 进行测定。 5.2 表面取向和参考面取向参照GB/T 1555 进行测定。 5.3 几何尺寸用精度为0.001 mm的量具测量。 5.4 弯曲度按GB/T 6619 进行测定。 5.5 厚度和总厚度变化按GB/T 6618 进行测定。 5.6 翘曲度按GB/T 6620 进行测定。 5.7 平整度按GB/T 6621 进行测定。 5.8 表面和背面粗糙度按GB/T 1031-1995 进行测定

9、。 5.9 表面和背面缺陷按GB/T 6624 进行测定。 5.10 结晶完整性参照GB/T 1554-1995进行测定。 6 检验规则 6.1 检验分类 本标准规定了交收检验的项目和检验要求。 6.2 检验批 检验批由同一牌号、来自相同规格单晶锭的衬底片组成。 6.3 抽样方案 按 GB/T 2828.1-2003 的规定， 采用正常检验一次抽样方案， 检验水平为，接收质量限AQL1.5。 6.4 检验项目 交收检验的检验项目和要求按表6的规定。 6.5 判定规则 将检验批按照表6的规定进行检验，如果有一项或一项以上 不合格，允许第一次重新提交， 抽样方案按GB/T 2828.1-2003的

10、规定，采用加严检验一次 抽样方案，检验水平为，接收质量限AQL值不变，如果 第一次重新提交仍有一项或一项以上不合格，则该检验批 被判为不合格批。 6.6 检查和验收 6.6.1 衬底片应由制造方质量检验部门按照本标准进行检验， 并附有检验合格证。 6.6.2 除非另有规定，使用方在收到衬底片时，应按本标准 规定验收。 7 标志 7.1 衬底片的标志 衬底片的背面应有 激光打标产品标号， 具体位置见附录F。 7.2 包装标志 包装盒应附有标签并标明： a) 产品名称； b) 产品标号； c) 出厂日期； d) 制造方名称和商标。 7.3 合格证 衬底片出厂时必须附有合格证，合格证上应标明： a)

11、 制造方名称； b) 产品名称、牌号与编号； c) 各项必测技术指标； d) 片数； e) 直径； f) 检验员签章及检验日期。 合 格 证 产品名称：蓝宝石晶片 牌号： 编号： 直径：50.8 0.25 毫米 晶向： 厚度： 厚度偏差:5微米 弯曲度 ：5微米 定向边：16 0.5mm 平整度：5微米 表面粗糙度Ra：0.3纳米 江苏可润光电科技有限公司 片数： 检验员： 检验日期： 8 包装、运输、储存 8.1 包装应使用有防擦伤、防玷污、防碎裂 措施的专用包装盒。 8.2 产品运输过程中不能同酸、碱等腐蚀性 物资混装。 8.3 产品应保存在无腐蚀性气体环境的清洁 仓库内。 9 相关工艺和

12、工艺环境要求 9 相关工艺和工艺环境要求 9.1 蓝宝石晶片清洗补充要求 清洗所使用的化学试剂应为高纯试剂。电子级高纯度水用于 配制清洗液及冲洗晶片用水。清洗后的晶片用X-荧光检测， 表面应达到： a) 表面杂质离子含量：81012 个/cm2。 b) 尘埃数要求： 50.8 mm（2 英寸）晶片， 大于0.16 m2的尘埃数50 个； 76.2 mm（3 英寸）晶片， 大于0.16 m2的尘埃数80 个； 101.6 mm（4 英寸）晶片， 大于0.16 m2的尘埃数100 个。 9.2 蓝宝石晶片包装工艺补充要求 9.2.1 晶片标准包装形式 晶片标准包装采用两种形式： a)单片带压环币式

13、盒包装。晶片正面朝下， b)压环压在晶片的反面。 b) 25 片盒式包装。所有晶片按序列号， 正面朝向“H”端或其他有明显标记端放置。 9.2.3 晶片应在抽真空、充惰性气体环境中封装。 9.2.4 晶片包装应在净化等级为100 级以上洁净间 及工作台上完成。 9.2.5 外延生长级晶片保质期一般为三个月。 过期使用应再清洗。 附录 A (规范性附录) R面的主参考面取向 R面的主参考面取向见图A.1。 图 A.1 附录 B (规范性附录)晶体完整性的标准对于蓝宝石单晶抛光衬底片， 需在300 ，KOH 溶液中腐蚀12 min后 在75（倍）金相显微镜下观察，其位错图形如图A.2。 附录 C (资料性附录) 常选用的测量位置衬底片上常选用的测量位置见图C.1示意。 附录 D (资料性附录) 表面质量示意图 图D.1 合格表面图 D.2 不合格表面 图 D.3 不合格表面 图D.4 合格表面 注：蓝宝石单晶抛光衬底片在310 KOH 溶液中 腐蚀3 min 后使用干涉相衬显微镜在100（倍） 下进行观测表面质量。 图 D.5 合格表面 注：蓝宝石单晶抛光衬底片使用原子力显微镜测试 的原子力（AFM）显微形貌。 附录 E (资料性附录)蓝宝石结晶学图 蓝宝石结晶学图见图E.1。