ICS 29.045 CCS H 83 中华人民共和国国家标准 GB/T 20228—2021 代替GB/T20228—2006 砷化镓单晶 Gallium arsenide single crystal 2021-12-01实施 2021-05-21发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T20228—2021 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 本文件代替GB/T20228—2006《砷化镓单晶》，与GB/T20228—2006相比，除结构调整和编辑性 改动外，主要技术变化如下： a）更改了标准的适用范围（见第1章，2006年版的第1章）； b) 增加了规范性引用文件GB/T13388（见第2章）； 删除了按生长方法的分类（见2006年版的4.1.2），增加了按直径的分类（见4.2.2)； 删除了单晶锭的表示方法（见2006年版的4.3）； f) 更改了尺寸的要求（见5.1，2006年版的5.3.2）； 更改了表面质量的要求（见5.2，2006年版的5.3.3）； i) （见6.3、第7章）； j) 增加了晶向偏离度的要求（见5.4）； 更改了非掺半绝缘砷化镓单晶的霍尔迁移率、电阻率的要求（见5.5，2006年版的5.1.2）； 增加了截面电阻率不均匀性的要求（见5.5）及其计算方法（见6.5）； m) 增加了掺C半绝缘砷化镓单晶的电学性能要求（见5.5）； n) 更改了位错密度的要求（见5.6，2006年版的5.2）； 更改了组批、检验项目、取样、检验结果判定的内容（见7.2～7.4，2006年版的7.3～7.5）； p) 更改了随行文件的内容（见8.5，2006年版的8.3）； 增加了“订货单内容”（见第9章）。 （b 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件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。 本文件起草单位：云南中科鑫圆晶体材料有限公司、云南临沧鑫圆锗业股份有限公司、有色金属技 术经济研究院有限责任公司、广东先导先进材料股份有限公司、有研光电新材料有限责任公司、义乌力 迈新材料有限公司。 本文件主要起草人：惠峰、林作亮、普世坤、李素青、尹国文、陈维迪、周铁军、董汝昆、罗爱斌、林泉、 马英俊、宾启雄、皮坤林， 本文件于2006年首次发布，本次为第一次修订。 SAG 1 GB/T 20228—2021 砷化镓单晶 1范围 本文件规定了化镓单晶的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存、随行文件及订 货单内容。 本文件适用于液封直拉法（LEC）、垂直梯度凝固法（VGF）、垂直布里奇曼法（VB)生长的，用于制备 光电子、微电子等器件的砷化镓单晶，不适用于水平布里奇曼法（HB)生长的砷化镓单晶， 2 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T1555 半导体单晶晶向测定方法 GB/T4326非本征半导体单晶霍尔迁移率和霍尔系数测量方法 GB/T8760 砷化镓单晶位错密度的测试方法 GB/T13388硅片参考面结晶学取向X射线测试方法 GB/T14264半导体材料术语 GB/T14844半导体材料牌号表示方法 SJ/T11488半绝缘砷化电阻率、霍尔系数和迁移率测试方法 3 术语和定义 GB/T14264界定的术语和定义适用于本文件 4 牌号及分类 4.1牌号 化镓单晶牌号按GB/T14844的规定表示。 4.2分类 4.2.2砷化镓单晶按直径分为50.8mm、76.2mm、100.0mm、150.0mm、200.0mm。 5技术要求 5.1 外形尺寸 5.1.1滚圆碑化镓单晶的直径及允许偏差应符合表1的规定。超过表1所列的直径及允许偏差或对其 1 GB/T202282021 他外形尺寸有要求，则由供需双方协商确定并在订货单中注明。 表1直径及允许偏差 单位为毫米 直径 允许偏差 50.8 76.2 100.0 ±0.2 150.0 200.0 注：砷化单晶的直径及允许偏差均指加工成的砷化镓单晶片的尺寸。 5.1.2未滚圆砷化单晶的直径及允许偏差由供需双方协商确定。 5.2表面质量 砷化镓单晶表面应无李晶、裂纹、夹杂、凹坑、微孔、崩边、玷污。 5.3参考面或切口 砷化镓单晶应切出参考面或切口，该参考面或切口的要求由供需双方协商并在订货单中注明。 5.4 晶向及晶向偏离度 定并在订货单中注明。 SAG 5.5 电学性能 砷化镓单晶的电学性能（包括导电类型、载流子浓度、霍尔迁移率、电阻率、截面电阻率不均匀性）应 符合表2的规定。 表 2 电学性能 载流子浓度 霍尔迁移率 电阻率 导电类型 掺杂剂 截面电阻率不均匀性 cm²/(V . s) cm3 a: cm 4×1016~5×1018 Si,Te,S,Se,Sn <15% n Zn、Cd、Be、Mn 4X1016~5X101s p <15% Fe,Co,Mg ≥5 500 ≥2×10 非掺 <15% SI ≥4 000 ≥1×108 <15% "SI型砷化镓单晶的电学性能为退火后的指标值。 5.6位错密度 砷化镓单晶的位错密度等级及要求应符合表3的规定。如对位错密度有特殊要求，由供需双方协 2 GB/T20228—2021 商确定并在订货单中注明。 表3位错密度 位错密度等级及要求 直径 cm-2 mm 1I II 1 IV 50.8 ≤1X102 ≤3×102 ≤5×102 ≤1X103 76.2 ≤1X102 ≤3×102 ≤5×102 ≤3×103 100.0 ≤1X102 ≤3×102 ≤5×102 ≤5×103 ≤3×102 ≤5×102 5×103 150.0 ≤2×104 ≤5X102 ≤1X10+ 200.0 ≤3X103 ≤5×10t 6试验方法 6.1 外形尺寸 砷化镓单晶的直径用分度值为0.02mm的游标卡尺测量。 6.2表面质量 砷化镓单晶的表面质量目视检查。 6.3 参考面或切口 砷化镓单晶的参考面、切口取向按GB/T13388规定的方法测试，参考面、切口尺寸用相应精度的 量具测量。如有其他要求由供需双方协商确定。 6.4 晶向及晶向偏离度 砷化镓单晶的晶向及晶向偏离度按GB/T1555规定的方法测试 6.5电学性能 6.5.1n型、p型砷化镓单晶的导电类型、载流子浓度、电阻率按GB/T4326的规定进行测定。 6.5.2SI型砷化镓单晶的导电类型、霍尔迁移率、电阻率按SJ/T11488的规定进行测定。 6.5.3截面电阻率不均匀性根据电阻率测试结果按公式（1）、公式（2）进行计算，电阻率测试点在砷化 单晶截面沿直径方向均匀取5点，即中心取1点，左右各取2点，如图1所示。 砷化镓单晶平均电阻率按公式（1)计算： 1 =0 .(1) 式中： 平均电阻率，单位为欧姆厘米（α·cm）； 第i个测量点电阻率，单位为欧姆厘米（α·cm）； 测试点数目，i=1~5。 截面电阻率不均匀性按公式（2)计算： 3 GB/T20228—2021 Pd (2) 式中： Pod 截面电阻率不均匀性； Pmax 测定电阻率最大值，单位为欧姆厘米（α·cm）； Pmin 测定电阻率最小值，单位为欧姆厘米（α2·cm）； 平均电阻率，单位为欧姆厘米（2·cm）。 图1电阻率测试点位置图 6.6 位错密度 砷化镓单晶的位错密度按GB/T8760规定的方法测试。 7检验规则 7.1检查和验收 7.1.1产品应由供方技术监督部门进行检验，保证产品质量符合本文件及订货单的规定。 7.1.2需方可对收到的产品按照本文件的规定进行检验。如检验结果与本文件或订货单的规定不符， 应以书面形式向供方提出，由供需双方协商解决。属于外形尺寸或表面质量的异议，应在收到产品之日 起1个月内提出，属于其他性能的异议，应在收到产品之日起3个月内提出。如需仲裁，仲裁取样应由 供需双方共同进行。 7.2组批 砷化单晶应成批提交验收，每根砷化镓单晶为一批。 7.3 检验项目 每批砷化镓单晶应对外形尺寸、表面质量、参考面或切口、晶向及晶向偏离度、电学性能、位错密度 进行检验。 7.4取样 砷化单晶的取样应符合表4的规定。如需对其他晶面进行检验，可由供需双方协商确定并在订 货单中注明。 AC 4 GB/T 20228—2021 表4取样 检验项目 技术要求的章条号 取样位置及数量 试验方法的章条号 外形尺寸 5.1 6.1 表面质量 5.2 6.2 5.3 参考面或切口 6.3 晶向及晶向偏离度 5.4 6.4 导电类型 载流子浓度 砷化单晶头尾沿（100)或 电学性能 霍尔迁移率 (111)晶面各切1片 5.5 6.5 电阻率 截面电阻率不均匀性 砷化镓单晶头尾沿（100)或 5.6 位错密度 6.6 (111)晶面各切1片 7.5 检验结果的判定 7.5.1砷化镓单晶的外形尺寸检验结果不合格时，判该根化镓单晶不合格。 7.5.2砷化单晶的表面质量检验结果不合格时，判该根砷化镓单晶不合格。 7.5.3砷化镓单晶的参考面或切口检验结果不合格时，判该根砷化镓单晶不合格。 7.5.4砷化单晶的晶向及晶向偏离度、导电类型、载流子浓度、霍尔迁移率、电阻率、截面电阻率不均 匀性、位错密度的任一项检验结果不合格时，则再次取样对该不合格项目进行重复试验。若重复试验结 果仍不合格，允许再次取样检验。若连续三次检验结果均不合格，判该根砷化单晶不合格。 8标志、包装、运输、贮存和随行文件 8.1标志 8.1.1每个砷化镓单晶包装袋附上标签，注明碑化镓单晶的牌号。 8.1.2砷化单晶的外包装箱上应至少注明： a) 供方名称、地址、电话、传真； 产品名称和牌号； c) 产品数量； d）“小心轻放”“防潮”等标志或字样。 8.2包装 每根检验合格的砷化单晶应清洗表面，干燥后逐根装人包装袋后，置于适当的包装盒内，四周用 软性材料塞紧，以免损伤，再将包装盒装入包装箱内，附上随行文件。 8.3运输 砷化傢单晶在运输过程中应防止碰撞、受潮和化学腐蚀。 5