ICS29.045 H83 中华人民共和国国家标准 GB/T30854—2014 LED发 光用氮化镓基外延片 GalliumnitridebasedepitaxiallayerforLEDlighting 2014-07-24发布 2015-04-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 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)及材料分技术委员会(SAC/TC 203/SC2)共同提出并归口。 本标准起草单位:中国科学院半导体研究所。 本标准主要起草人:魏学成、赵丽霞、王军喜、曾一平、李晋闽、提刘旺。 ⅠGB/T30854—2014 LED发光用氮化镓基外延片 1 范围 本标准规定了LED发光用氮化镓基外延片(以下简称外延片)的要求、检验方法和规则以及标志、 包装、运输、储存、质量证明书与订货单(或合同)内容。 本标准适用于LED发光用氮化镓基外延片。 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/T191 包装储运图示标志 GB/T2828.1 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/T4326 非本征半导体单晶霍尔迁移率和霍尔系数测量方法 GB/T6618 硅片厚度和总厚度变化测试方法 GB/T6619 硅片弯曲度测试方法 GB/T6620 硅片翘曲度非接触式测试方法 GB/T13387 硅及其他电子材料晶片参考面长度测量方法 GB/T14140 硅片直径测量方法 GB/T14142 硅外延层晶体完整性检验方法 腐蚀法 GB/T14264 半导体材料术语 GB/T14844 半导体材料牌号表示方法 SJ/T11399 半导体二极管芯片测试方法 3 术语和定义 GB/T14264界定的术语和定义适用于本文件。 4 要求 4.1 分类 外延片包括LED全结构外延片和按导电类型分为n型和p型两种类型的单层氮化镓外延片(外延 厚度超过100μm通常称为氮化镓单晶)。 4.2 牌号 外延片牌号表示按照GB/T14844的规定。 4.3 规格 外延片直径主要分为Φ50.8mm、Φ76.2mm、Φ100mm、Φ150mm4种规格,或由供需双方商定。 1GB/T30854—2014 4.4 LED全结构外延片 4.4.1 外形几何尺寸 全结构外延片外形几何尺寸应符合表1的规定。 表1 单位为毫米 项目要求 Φ50.8 Φ76.2 Φ100 Φ150 直径 50.8±0.2 76.2±0.2 100±0.2 150±0.2 参考面尺寸 16.0±1.0 24.0±1.0 32.0±1.0 48.0±1.0 中心点厚度 0.43±0.03 0.52±0.03 0.65±0.03 1.30±0.03 厚度不均匀性 ≤0.02 ≤0.03 ≤0.05 ≤0.08 弯曲度 ≤0.04 ≤0.05 ≤0.06 ≤0.08 翘曲度 ≤0.04 ≤0.05 ≤0.06 ≤0.08 注:当客户对外延片几何尺寸有特殊要求时由供需双方在合同中确定。 4.4.2 表面质量 全结构外延片的表面质量应符合表2的规定。 表2 项目 测试条件要求 Φ50.8mm Φ76.2mm Φ100mm Φ150mm 六角缺陷 (直径≥300μm) (直径<300μm)200X 0个/片 20个/片0个/片 30个/片0个/片 40个/片0个/片 60个/片 细凹坑 (直径≥20μm) (直径<20μm)200X 0个/片 100个/片0个/片 150个/片0个/片 200个/片0个/片 300个/片 细痕 (长度≥5mm) (长度<5mm)50X 0个/片 3个/片0个/片 5个/片0个/片 10个/片0个/片 20个/片 白点 (长度≥3mm) (长度<3mm)50X 0个/片 20个/片0个/片 30个/片0个/片 40个/片0个/片 60个/片 注:当客户对外延片表面质量有特殊要求时由供需双方在合同中确定。 4.4.3 发光波长及波长均匀性 4.4.3.1 发光波长 全结构外延片的发光波长,紫外波段(包括紫光)在200nm~430nm,蓝光波段在430nm~ 2GB/T30854—2014 490nm,绿光波段在490nm~540nm,其中外延片的典型发光波长应符合表3的规定。 表3 项目要求 紫外LED外延片 蓝光LED外延片 绿光LED外延片 典型波长/nm 280±10,310±10,380±10 450±10,470±10 500±10,520±10 注:当客户对外延片波长有特殊要求或技术进步改变现有波长时由供需双方在合同中确定。 4.4.3.2 波长均匀性 全结构外延片的波长均匀性应符合表4的规定。 表4 项目要求 Φ50.8mm Φ76.2mm Φ100mm Φ150mm 波长均匀性 ≤6nm ≤8nm ≤10nm ≤10nm 注:当客户对外延片波长均匀性有特殊要求时由供需双方在合同中确定。 4.4.4 光电参数 全结构外延片的开启电压(VF)、峰值波长、漏电流、静电放电敏感度(ESD)等光电参数应符合表5 的规定。 表5 项目要求 紫外LED外延片 蓝光LED外延片 绿光LED外延片 开启电压VF(20mA) V≤5.0 ≤3.0 ≤3.0 峰值波长 nm280±10,310±10,380±10 450±10,470±10 500±10,520±10 漏电流(-8V) μA≤0.5 ≤1 ≤3 抗静电能力ESD V≥4000 ≥4000 ≥4000 注:当客户对外延片光电参数有特殊要求或技术进步改变参数时由供需双方在合同中确定。 4.5 LED发光用单层外延片 4.5.1 外延片外形几何尺寸 单层外延片外形几何尺寸应符合表6的规定。外延片外延层的厚度应为0.1μm~5μm。 3GB/T30854—2014 表6 单位为毫米 项目要求 Φ50.8 Φ76.2 Φ100 Φ150 直径 50.8±0.2 76.2±0.2 100±0.2 150±0.2 参考面尺寸 16.0±1.0 24.0±1.0 32.0±1.0 48.0±1.0 中心点厚度 0.43±0.03 0.52±0.03 0.65±0.03 1.30±0.03 厚度不均匀性 ≤0.02 ≤0.03 ≤0.05 ≤0.08 弯曲度 ≤0.04 ≤0.05 ≤0.06 ≤0.08 翘曲度 ≤0.04 ≤0.05 ≤0.06 ≤0.08 注:当客户对外延片尺寸及厚度有特殊要求时由供需双方在合同中确定。 4.5.2 表面粗糙度 单层外延片的表面粗糙度应符合表7的规定。 表7 项目要求 Φ50.8mm Φ76.2mm Φ100mm Φ150mm 表面粗糙度/nm ≤0.5 ≤0.8 ≤1.2 ≤1.8 注:当客户对外延片表面粗糙度有特殊要求时由供需双方在合同中确定。 4.5.3 位错密度 单层外延片的位错密度应符合表8的规定。 表8 项目要求 Φ50.8mm Φ76.2mm Φ100mm Φ150mm 位错密度/(个/cm2) ≤5×108≤1×109≤2×109≤3×109 注:当客户对外延片位错密度有特殊要求时由供需双方在合同中确定。 4.5.4 结晶质量(FWHM) 单层外延片的结晶质量采用X射线双晶衍射的半高宽(FWHM)表示,其(0002)面的FWHM< 300arcsec,(1012)面的FWHM<400arcsec。 4.5.5 电学性能 单层外延片的电学性能应符合表9规定。 4GB/T30854—2014 表9 项目要求 n型 p型 电阻率/(Ω·cm) <10-2<10 迁移率/[cm2/(V·s)] >100 >5 载流子浓度/cm-3>2×1018>2×1017 注:当客户对外延片电学性能有特殊要求时由供需双方在合同中确定。 5 检验方法 5.1 LED全结构外延片 5.1.1 外延片外形几何尺寸 5.1.1.1 全结构外延片直径检测按GB/T14140规定的测量方法进行。 5.1.1.2 全结构外延片参考面尺寸检测按GB/T13387规定的测量方法进行。 5.1.1.3 全结构外延片中心点厚度及厚度不均匀性检测按GB/T6618规定的测量方法进行。 5.1.1.4 全结构外延片弯曲度检测按GB/T6619规定的测量方法进行。 5.1.1.5 全结构外延片翘曲度检测按GB/T6620规定的测量方法进行。 5.1.2 表面质量 全结构外延片表面质量的检测按附录A规定的测量方法用光学显微镜进行。 5.1.3 波长及波长均匀性 全结构外延片波长及波长均匀性的检测按附录B规定的测量方法用PLmapping进行测试与 计算。 5.1.4 光电参数 全结构外延芯片光电参数的检测按SJ/T11399的规定进行。 5.2 LED发光用单层外延片 5.2.1 外延片外形几何尺寸 5.2.1.1 单层外延片直径检测按GB/T14140规定的测量方法进行。 5.2.1.2 单层外延片参考面尺寸检测按GB/T13387规定的测量方法进行。 5.2.1.3 单层外延片中心点厚度及厚度不均匀性检测按GB/T6618规定的测量方法进行。 5.2.1.4 单层外延片弯曲度检测按GB/T6619规定的测量方法进行。 5.2.1.5 单层外延片翘曲度检测按GB/T6620规定的测量方法进行。 5.2.1.6 单层外延片外延层厚度