ICS29.045 H83 中华人民共和国国家标准 GB/T30858—2014 蓝 宝石单晶衬底抛光片 Polishedmono-crystallinesapphiresubstrateproduct 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。 本标准主要起草单位:协鑫光电科技控股有限公司、中国科学院上海光机所、浙江昀丰新能源科技 有限公司、浙江上城科技有限公司、江苏吉星新材料有限公司。 本标准主要起草人:魏明德、黄朝晖、刘逸枫、杭寅、徐永亮、袁忠纯、蔡金荣。 ⅠGB/T30858—2014 蓝宝石单晶衬底抛光片 1 范围 本标准规定了蓝宝石单晶衬底抛光片的要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、储存、质量证 明书与订货单(或合同)内容。 本标准适用于单面抛光蓝宝石衬底片(以下简称蓝宝石衬底片)。 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/T1031 产品几何技术规范(GPS)表面结构轮廓法表面粗糙度参数及其数值 GB/T1555 半导体单晶晶向测定方法 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/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/T6624 硅抛光片表面质量目测检验方法 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/T14264 半导体材料术语 GB/T19921 硅抛光片表面颗粒测试方法 GB/T30857 蓝宝石衬底片厚度及厚度变化测试方法 3 术语和定义 GB/T14264界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 蓝宝石 sapphire 可以用来外延生长的、有确定晶向的人工生长单晶氧化铝材料。 3.2 衬底 substrate 用于生长硅、氮化镓或其他材料的抛光蓝宝石晶片。 3.3 局部厚度变化 localthicknessvariation 当蓝宝石晶片的背面为理想平面时,在晶片表面的局部区域内,相对于特定参考平面的最大偏差, 通常报告晶片上所有局部定域的最大值。 3.4 蓝宝石晶棒 sapphireingot 依特定轴向生长的晶体,通过机械加工后满足切片的蓝宝石棒材。 1GB/T30858—2014 3.5 亮点 brightpoint 一种孤立的特性,晶片表面上尺寸足够的局部光散射体,其在高强度光照射下呈现为光点,这些光 点可目视观察到。有时称光点缺陷。 注:例如晶片表面上的颗粒沾污,相对于晶片表面的光散射强度,可导致该处光散射强度增加。 4 要求 4.1 化学组成 蓝宝石单晶的化学组成为高纯的α-Al2O3,总杂质含量应小于10-4(100ppm)。 4.2 结晶完整性 要求蓝宝石衬底片在有效直径范围内都是单晶,位错密度应小于104个/cm2,双晶摇摆曲线的半 峰宽值(FWHM)应小于30arcsec。 4.3 生长方法 制备蓝宝石单晶衬底片所使用的生长方法按双方合同的规定。 4.4 表面取向和参考面取向 蓝宝石单晶属六方晶系,六方晶系晶胞的结构如图1所示。表面取向和参考面取向应符合表1的 规定,蓝宝石晶体R面的主参考面取向见图2。 图1 六方晶系晶胞结构图 表1 项目 要求 表面取向C面(0001) 偏M轴0.2±0.15° 偏A轴0±0.15°R面(1102)±0.15°A面(1120)±0.15°M面(1010)±0.15° 2GB/T30858—2014 表1(续) 项目 要求 参考面取向A面(1120)±0.3°或 M面(1010)±0.3°C轴在(1120)面上的 投影逆时针旋转 45°±0.3°(如图2所示)C面(0001)±0.3°或 R面(1102)±0.3C面(0001)±0.3° 注:若有不同的角度需求依合同另行规定。 图2 蓝宝石晶体R面的主参考面取向 4.5 外形尺寸及允许偏差 蓝宝石衬底片的外形尺寸及允许偏差应符合表2的规定。 表2 单位为毫米 项目 要求 直径 50.8±0.2 100.0±0.2 150.0±0.2 参考面尺寸 16.0±1.0 31±1.0 47.5±1.0 中心点厚度 0.430±0.015 0.650±0.02 1.300±0.02 弯曲度 ≤0.02 ≤0.04 ≤0.06 翘曲度 ≤0.02 ≤0.04 ≤0.06 总厚度变化 ≤0.01 ≤0.02 ≤0.02 局部厚度变化 (5mm×5mm)≤0.002 ≤0.005 ≤0.005 注:若有不同的厚度需求依合同另行规定。 4.6 表面粗糙度 蓝宝石衬底片的表面粗糙度在有效直径范围内应小于0.3nm。 3GB/T30858—2014 4.7 背面粗糙度 蓝宝石衬底片的背面粗糙度在有效直径范围内均小于1.2μm。 4.8 表面缺陷 蓝宝石衬底片的表面缺陷的最大允许值应符合表3的规定。 表3 项目 最大允许值 刮伤直径50.8mm 仅在距晶片边缘2mm之内的区域容许存在1~2条不超过2mm的浅划伤 直径100.0mm 仅在距晶片边缘2mm之内的区域容许存在2~3条不超过2mm的浅划伤 直径150.0mm 仅在距晶片边缘2mm之内的区域容许存在5~6条不超过4mm的浅划伤 凹坑 无 脏污 无 桔皮 无 裂纹 无 线切痕 无 亮点 背面允许2~3处Φ0.5mm内的亮点,间隔距离>5mm 崩边直径50.8mm 晶片周边可有2~3个轻微崩边,累计<1.5mm 直径100.0mm 晶片周边可有3~5个轻微崩边,累计<3mm 直径150.0mm 晶片周边可有4~7个轻微崩边,累计<4mm 注:轻微崩边即晶片边缘小于0.38mm~1mm范围内出现缺失,且缺失的厚度≤晶片厚度的1/3 4.9 背面质量 蓝宝石衬底片的背面不允许有裂纹和沾污,崩边的限度同表面,背面刮伤长度不能大于1/4晶片 直径。 4.10 颗粒度 蓝宝石衬底片表面的颗粒度应符合表4的规定。 表4 规格 要求 直径50.8mm >0.3μm<200个 直径100.0mm >0.3μm<1000个 直径150.0mm >0.3μm<1000个 4.11 其他 特殊技术要求由供需双方商定。 4GB/T30858—2014 5 试验方法 5.1 蓝宝石单晶的总杂质含量按附录A规定的方法进行检验。 5.2 蓝宝石衬底片的位错密度按附录B规定的方法进行测定。 5.3 蓝宝石衬底片的双晶摇摆曲线的半峰宽值(FWHM)按附录C规定的方法进行测定。 5.4 蓝宝石衬底片的表面取向和参考面取向按GB/T1555规定的方法进行测定。 5.5 蓝宝石衬底片的直径按GB/T14140规定的方法进行测定。 5.6 蓝宝石衬底片的参考面尺寸按GB/T13387规定的方法进行测定。 5.7 蓝宝石衬底片的厚度和厚度变化按GB/T30857规定的方法进行检验。 5.8 蓝宝石衬底片的弯曲度按GB/T6619规定的方法进行检验。 5.9 蓝宝石衬底片的翘曲度按GB/T6620规定的方法进行检验。 5.10 蓝宝石衬底片的表面粗糙度按附录D规定的方法进行检验。 5.11 蓝宝石衬底片的背面粗糙度按GB/T1031规定的方法进行检验。 5.12 蓝宝石衬底片的表面缺陷和背面质量按GB/T6624规定的方法进行检验。 5.13 蓝宝石衬底片的颗粒度按GB/T19921规定的方法进行测定。 6 检验规则 6.1 检查和验收 6.1.1 产品应由供方技术(质量)监督部门进行检验,保证产品质量符合本标准及合同的规定,并填写 产品质量证明书。 6.1.2 需方可对收到的产品按本标准的规定进行检验,若检验结果与本标准(或订货合同)的规定不符 时,应在收到产品之日起3个月内向供方提出,由供需双方协商解决。 6.2 组批 同一晶锭切割的衬底片为一个检验批。蓝宝石衬底片以批的形式提交验收,每批应由相同规格的 蓝宝石衬底片组成。 6.3 检验项目及取样 6.3.1 全检项目 每个衬底片的刮伤、凹坑、脏污、桔皮、裂纹、线切痕、亮点、崩边为全检项目,检验规则及合格判据见 表5。 表5 序号 检验项目 要求条款号 检验方法 抽检频率 允许不合格数 1 2 3刮伤 凹坑 脏污4.8的表3中第1项 4.8的表3中第2项 4.8的表3中第3项5.12;荧光灯/卥素 灯下目视检验 (光照度:≥600lx)全检 0 全检 0 全检 0 4 桔皮 4.8的表3中第4项 5.12;光学式放大镜 全检 0 5GB/T30858—2014 表5(续) 序号 检验项目 要求条款号 检验方法 抽检频率 允许不合格数 5 裂纹 4.8的表3中第5项 5.12;光照度:≥600lx 全检 0 6 线切痕4.8的表3中第6项 5.12;光照度:≥600lx 全检 0 7 亮点 4.8的表3中第7项 5.12;光照度:≥600lx 全检 0 8 崩边 4.8的表3中第8项 5.12;光学式放大镜 全检 0 6.3.2 抽检项目 每个检验批的位错密度、双晶摇摆曲线的半峰宽值、表面取向和参考面取向、外观尺寸、表面粗糙 度、背面粗糙度、颗粒度为抽检项目,检验规则及合格判据见表6