ICS 29.045 H 83 中华人民共和国国家标准 GB/T 37053—2018 氮化外延片及衬底片通用规范 General specification for epitaxial wafers and substrates based on gallium nitride 2019-07-01实施 2018-12-28发布 国家市场监督管理总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T37053—2018 前言 本标准按照GB/T1.1一2009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。 本标准起草单位：东莞市中镓半导体科技有限公司、合肥彩虹蓝光科技有限公司、苏州纳维科技有 限公司、南京大学电子科学与工程学院、中国电子技术标准化研究院。 本标准主要起草人：丁晓民、刘南柳、潘尧波、徐科、修向前、孙永健、王香、张国义。 GB/T37053—2018 氮化镓外延片及衬底片通用规范 1范围 本标准规定了氮化镓外延片（以下简称外延片）及氮化镓衬底片（以下简称衬底片）的通用规范，包 括产品分类、要求、检验方法、检验规则以及标志、包装、运输和储存等。 本标准适用于氮化外延片与氮化衬底片。产品主要用于发光二极管、激光二极管、探测器等光 电器件，以及微波与电力电子功率器件。 2规范性引用文件 2 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/T5698—2001颜色术语 GB/T14264—2009半导体材料术语 3术语和定义 GB/T5698一2001、GB/T14264一2009界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使 用，以下重复列出GB/T14264一2009中的某些术语和定义， 3.1衬底结构 3.1.1 氮化自支撑衬底free-standingGaNsubstrate 半导体工艺中的基底，具有特定晶面和适当电学、光学和机械特性的用于外延沉积、扩散、离子注入 等后续工艺操作的氮化基片。 3.1.2 氮化镓复合衬底 EGaNtemplate 由氮化镓单晶薄膜材料与其支撑基底构成的复合结构，用于外延沉积、扩散、离子注人等后续工艺 操作的氮化镓基片。 3.2衬底导电类型 3.2.1 氮化镓半绝缘型衬底 semi-insulating GaN suhstrate 电阻率大于10%α·cm的氮化自支撑衬底。 3.3材料特性 3.3.1 面电阻均匀度 sheet resistanceuniformity 外延片中薄层电阻的分布状况，一般表述为面电阻最大值与最小值之差与平均面电阻的比值。 1 GB/T37053—2018 3.3.2 残余应力 residualstress 在没有对物体施加外力时，物体内部存在的保持自相平衡的应力系统。 3.3.3 厚度均匀性 thickness uniformity 衬底材料片内外延层厚度的误差百分比。 3.4制备技术 3.4.1 Eepitaxy 外延 用气相、液相、分子束等方法在衬底上生长单晶薄层的工艺。 ［GB/T14264—2009,定义3.82] 3.4.2 外延片 epitaxywafer 用气相、液相、分子束等方法在基质衬底上生长的半导体单晶薄层的晶片。 3.4.3 外延衬底 epitaxial substrate 基片 substrate 具有特定晶面和适当电学、光学和机械特性的用于生长外延层的洁净单晶薄片。 3.4.4 金属有机化学汽相沉积 metal organic chemical vapor deposition;MOCVD 金属有机化合物和非金属氢化物的汽相源经热分解合成反应外延生长单晶材料的方法 ［SJ/T11395—2009,定义3.3.5] 3.4.5 氢化物气相外延沉积 hydride vapor phase epitaxy 在气相状态下，至少采用一种氢化物材料，将半导体材料沉积在衬底上，使其沿着衬底的结晶轴方 向生长出一层单晶薄层的工艺。 3.5 5功能器件性能 3.5.1 内量子效率 internal quantum efficiency 从电极注入电荷转化的光子数与注人电荷数之比。 注：内量子效率是电子和空穴的复合儿率、通过载流子复合产生激子的效率和从激子产生光子的效率三者的乘积。 [GB/T20871.2—2007,定义2.2.14] 3.5.2 光功率保持率 light power maintenance 芯片在规定工作条件下连续工作规定时间后的光功率的值与其初始值之比。 3.5.3 响应度 responsivity R 单位入射光功率作用到探测器后在外电路上产生的电流的大小。 注：单位为安每瓦（A/W）。 2 GB/T 37053—2018 3.5.4 暗电流 dark current 无光照时探测器中由于少数载流子的扩散而产生的漏电流。 3.5.5 响应时间 response time 探测器接收到脉冲信号时响应从峰值到下降到峰值的一半时所用的时间。 4分类 4.1 外延片按用途分为： 发光二极管用外延片； 激光二极管用外延片； 探测器用外延片； 微波功率器件用外延片； 电力电子功率器件用外延片。 4.2外延片按有源层材料分为： 铝氮系（AIGaN)； 铟镓氮系（InGaN）。 4.3 衬底片按结构分为： 氮化镓自支撑衬底片； 氮化镓复合衬底片。 4.4衬底片按导电性能分为： -N型导电型（N型）； -P型导电型（P型）； 半绝缘型（S型）。 5要求 5.1几何参数 外延片及衬底片的几何参数应符合对应产品标准的规定，具体项目见表1。 表1 外延片及衬底片的几何参数 技术要求 类别 参数 最小值 额定值 最大值 直径 V 翘曲度 外延片 P型 V V 厚度 有源层 N型 V 3