【国家标准(GB)】 砷化镓单晶AB微缺陷检验方法

ICS.77.040.01
中华人民共和国国家标准
GB/T18032—2000
砷化镓单晶AB微缺陷检验方法
The inspecting method of AB microscopic defect ingalliumarsenide singlecrystal2000-04-03发布
2000-09-01实施
国家质量技术监督局发布
中华人民共和
国家标准
砷化单晶AB微缺陷检验方法
GB/T18032—2000
中国标准出版社出版
北京复兴门外三里河北街16号
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话：68522112
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不得翻印
开本880×12301/16
2000年9月第一版
印张1/2
字数7千字
2000年9月第一次印刷
印数1-1000
书号：155066·1-16984
定价10.00元
标目420--26
GB/T18032-2000
砷化傢晶片是光电、微波及高速集成电路等器件的重要衬底材料。近年来，普遍认为衬底材料中的AB微缺陷对器件的性能有明显的影响。例如对砷化镓FET器件性能进行测试之后，用AB腐蚀液显示FET芯片上的AB微缺陷，发现芯片上的AB微缺陷密度高时，FET器件的低频跨导很低，当AB微缺陷密度低时，FET的低频跨导较高。由此可见AB液显示的AB微缺陷密度对了解衬底质量和提高器件性能是一个不可忽略的参数。
目前国内外都在对砷化镓单晶AB微缺陷进行研究。但是在检验方法上还没有形成一个统一的规范。在此时制定《砷化镓单晶AB微缺陷检验方法》的国家标准是适时的、非常必要的。本标准可为砷化镓材料和器件的生产、科研单位对AB微缺陷的检验提供依据。本标准由国家有色金属工业局提出。本标准由中国有色金属工业标准计量质量研究所归口。本标准由北京有色金属研究总院起草。本标准主要起草人：王海涛、钱嘉裕、王彤涵、宋斌、樊成才。1适用范围
中华人民共和国国家标准
砷化镓单晶AB微缺陷检验方法
TheinspectingmethodofABmicroscopicdefectingallium arsenide single crystal本标准规定了砷化镓单晶AB微缺陷的检验方法。GB/T18032—2000
本标准适用于砷化镓单晶AB微缺陷密度（AB-EPD)的检验。检验面为（100)面。测量范围小于5X10°cm-2
2定义
2.1AB腐蚀液ABetchant
AB腐蚀液用于显示砷化镓单晶AB微缺陷及位错线的一种化学腐蚀剂。2.2AB微缺陷ABmicrodefect
砷化镓单晶片经AB腐蚀液腐蚀后.在（100）面上显示出的椭圆状腐蚀坑所表征的微缺陷。2.3AB微缺陷密度（AB-EPD）ABmicrodefectdensity用AB腐蚀液显示出砷化镓单晶片（100)面上在单位表面积内AB微缺陷腐蚀坑的个数（个/cm）。3方法原理
采用择优化学腐蚀技术显示缺陷。由于单晶中缺陷附近的原子排序被破坏，晶格畸变，应变比较大，在某些化学腐蚀剂中晶体缺陷处与非缺陷处腐蚀速度不同，利用这种异常的物理化学效应，在表面处产生选择性的浸蚀，从而形成特定的腐蚀图形。4化学试剂
4.1硫酸(H.SO,),分析纯。
4.2过氧化氢(H,O,)、分析纯。
4.3氢氟酸(HF),分析纯。
4.4三氧化铬(CrO3）、分析纯。4.5硝酸银（AgNO,）),分析纯。4.6去离子水，电阻率大于5MQ·cm。5试样制备
5.1定向切割
从砷化单晶锭的待测部分经定向切取厚度0.5~0.8mm单晶片，晶面为（100）。晶向偏离小于1度。
5.2研磨与抛光
国家质量技术监督局2000-04-03批准2000-09-01实施
5.2.1机械研磨与抛光
GB/T18032—2000
先用金刚砂机械研磨试样，再将试样化学机械抛光至镜面。要求在良好照明条件下目视观察，表面平整，无任何机械损伤
5.2.2化学抛光和清洗
使用HSO.：H,O：H.O=5：1：1（单位体积比）抛光液，在40℃C，腐蚀5min，将试样表面抛光成镜面，用去离子水清洗干净，取出。5.3AB微缺陷腐蚀
5.3.1配制AB腐蚀液
AB腐蚀液由20mLHO，80mgAgNO，10gCrO和10mLHF组成，配制AB腐蚀液时，将AgNO：溶化后再加CrO·按以上顺序加人塑料烧杯中。5.3.2试样腐蚀温度与时间
将试样置于AB腐蚀液中，腐蚀液高出试样1cm，恒温25C士2C，腐蚀5min至10min5.3.3试样清洗
用去离子水冲净试样表面腐蚀液，取出试样，吹干表面。5.4AB微缺陷腐蚀坑特征
经AB腐蚀液腐蚀后的试样，其（100）晶面的表面呈现AB微缺陷腐蚀坑，特征如图1所示。800x
图1试样AB微缺陷腐蚀坑图形100X6仪器设备
6.1相衬金相显微镜，放大倍数为100～800倍6.2分析天平（1/10000）。
6.3塑料烧杯、镊子和量筒。
7平均AB微缺陷密度（AB-EPD）的测量7.1将试样置于相衬显微镜载物台上，放大100倍，扫描整个试样表面，根据AB微缺陷密度（ABEPD）选取视场面积。
当AB-EPD≤5X10°cm选用视场面积s0.01cm当5×10°cmGB/T18032-2000
当AB-EPD>1×10°cm-*选用视场面积s=0.001cm2。7.2测量点的选取方式：
7.2.1直拉法生长的单晶片，测量点的选取如图2所示，在[010］和[110］两个晶向的直径上，去除5mm的边缘环形区域，以5mm间距取点测量。[oio]
一为测量点位置bzxZ.net
图2LECGaAs试样AB微缺陷测量点位置示意图7.2.2水平法生长的单晶片，测量点的选取如图3所示。一为测量点位置
图3HBGaAs试样测量点位置示意图图3中，w为试样宽度，L为测量点之间的间距。w≥35mm时，取L=5mm；w<35mm时，取L=3mm，在整个试样表面上取点。
7.3对于视场边界上的AB微缺陷腐蚀坑，其面积的一半以上在视场内，才予以计数。7.4碑化单晶平均AB微缺陷密度AB-EPD按下式计算：AB-EPD=
式中，i-1,2,3..*n，为测量点的数目：s.nt
N,一一第个测量点的AB微缺陷腐蚀坑数目；一显微镜的计算系数；
s一一视场面积，cm2。
8检验报告
按表1格式填写检验报告单。
·（1)
样品编号
腐蚀剂
GB/T18032—2000
表1砷化镓单晶AB微缺陷密度(AB-EPD)检验报告单晶
腐蚀温度
样品形
平均AB-EPD（个/cm）
检验者
在样品图形中表示出测量点的位置及其序号。1
规场面积
腐链时间
测量点及AB微缺陷腐蚀坑数
2在样品图形中表示出AB微缺陷密度或其他晶体不完整性的位置和分布9测量误差
本标准测量误差士35%。
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书号：155066·1-16984
标目420-26
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