ICS 29.045 H 80 中华人民共和国国家标准 GB/T 35316—2017 蓝宝石晶体缺陷图谱 Collection of metallographs on defects of sapphire crystal 2018-07-01实施 2017-12-29发布 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T35316—2017 前言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草 本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会（SAC/TC203）与全国半导体设备和材料标准 化技术委员会材料分技术委员会（SAC/TC203/SC2）共同提出并归口。 本标准主要起草单位：中国科学院上海光学精密机械研究所、上海大恒光学精密机械有限公司、中 国科学院新疆理化技术研究所、新疆紫晶光电技术有限公司、有色金属技术经济研究院、江苏浩瀚蓝宝 石科技有限公司、苏州恒嘉晶体材料有限公司、江苏吉星新材料有限公司、东莞市中傢半导体科技有限 公司、天津三安光电有限公司、江西东海蓝玉光电科技有限公司丹东新东方晶体仪器有限公司。 本标准主要起草人：徐民、杭寅、潘世烈、张方方、赵兴俭、韦建、贺东江、吴成荣、蔡金荣、徐永亮、 丁晓民、王笃祥、李国平、赵松彬、杨素心。 GB/T 35316—2017 蓝宝石晶体缺陷图谱 1范围 本标准规定了蓝宝石晶体缺陷的术语和定义、形貌特征及产生原因 本标准适用于蓝宝石单晶材料制备中各种缺陷的检验和分析。 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/T8756锗晶体缺陷图谱 GB/T14264半导体材料术语 GB/T30453硅材料原生缺陷图谱 3 术语和定义 GB/T8756、GB/T14264和GB/T30453界定的术语和定义适用于本文件。 4 蓝宝石晶体缺陷 4.1晶锭缺陷 4.1.1开裂(crack) 4.1.1.1 形貌特征 块。其形貌特征示例见图1～图4。 4.1.1.2 产生原因 晶体生长或退火时，热场不合理、炉内温度变化过快造成晶体内部热应力过大而引起开裂；晶体粘 连埚形成外部挤压应力，导致晶体边壁处出现微裂纹；无籽晶生长或原料杂质过多时，极易产生局部 多晶，导致晶体开裂。 4.1.2失透（opaque） 形貌特征 4.1.2.1天 生长的蓝宝石晶体半透明或不透明，多呈黯黑色。其形貌特征示例见图5。 1 GB/T353162017 4.1.2.2产生原因 多数情况下失透是由于晶体生长速率过快，熔体无法单向有序充分结晶所致 4.1.3气泡（bubble） 4.1.3.1形貌特征 形态上可以分为单个气泡、气泡群、云雾状气泡等，可在绿光激光、白光等条件下观察。其形貌特征 示例见图6~图10。 4.1.3.2 产生原因 原料在熔化过程产生气泡，熔体对流不稳甚至紊乱，对流无法将固液界面前沿的气泡有效带走，当 结晶速率过快时气泡可被并入晶体内部。 4.1.4孔洞（hollow） 4.1.4.1形貌特征 蓝宝石晶体中出现中空的区域，其形态与气泡相似，尺寸一般比气泡大。其形貌特征示例见图11、 图12。 4.1.4.2产生原因 熔体被包裹在晶体中，冷却结晶时体积收缩或晶体生长固液界面为凹界面所致。 4.1.5表面杂质（surfaceimpurity） 4.1.5.1形貌特征 蓝宝石晶体表面出现的非氧化铝成分物相，形态各异，有点状、线状和面状。其形貌特征示例见 图13~图16。 4.1.5.2 产生原因 熔体结晶时与发生粘连或炉内挥发物等粘附于晶体表面：熔体中的杂质受晶体生长排杂效应 的作用析出于晶体表面。 4.1.6纹路（texture) 4.1.6.1形貌特征 生长的蓝宝石晶体有时会出现不光滑的表面，呈现曲率相近的曲线纹路。其形貌特征示例见 图17~图20。 4.1.6.2产生原因 结晶过程中，加热功率、温度、交换气流量、提拉速率、机械传动等波动变化引起晶体生长微观速率 的起伏，可造成晶体纹路的形成；温场保温效果较好时，结晶所释放的潜热不能及时散发至外部环境，可 导致晶体表面微熔，形成纹路（回熔纹）。 2