GB/T 33763-2017 蓝宝石单晶位错密度测量方法 GB/T33763-2017 标准压缩包解压密码：www.bzxz.net

ICS77.040
中华人民共和国国家标准
GB/T33763—2017
蓝宝石单晶位错密度测量方法
Test method for dislocation density of sapphire single crystal2017-05-31发布
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
2017-12-01实施
中华人民共和国
国家标准
蓝宝石单晶位错密度测量方法
GB/T33763—2017
中国标准出版社出版发行
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5印张0.5字数10千字
2017年6月第一版2017年6月第一次印刷书号：155066·1-56240定价
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。GB/T33763—2017
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会（SAC/TC203/SC2)共同提出并归口。本标准起草单位：江苏协鑫软控设备科技发展有限公司，中国科学院上海光学精密机械研究所、深圳市中安测标准技术有限公司。本标准主要起草人：薛抗美、黄修康、杭寅、尹继刚、田野、张永波、张毅Hii KAoNhi KAca
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1范围
蓝宝石单晶位错密度测量方法
本标准规定了蓝宝石单晶位错密度的测量方法。GB/T33763—2017
本标准适用于抛光加工后位错密度为0个/cm2~100000个/cm的蓝宝石单晶位错密度的测量，检测面为（0001（1120)、（1012），（1010）面。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/T14264半导体材料术语
3术语和定义
GB/T14264界定的术语和定义适用于本文件。4方法提要
本方法采用择优化学腐蚀技术显示位错。当用某些化学腐蚀剂腐蚀晶体表面时，在晶体表面上的位错线露头处，腐蚀速度较快，因而容易形成由某些低指数面组成带棱角的具有特定形状的腐蚀坑。可用单位面积上的腐蚀坑数目标识位错密度N，按式（1计算：Na=+
式中：
一位错密度，单位为个每平方厘米（个/cm）；n
穿过视场面积S的位错线数目，单位为个；视场面积，单位为平方厘米（cm）。5化学试剂
5.1氢氧化钾（g~2.04g/cm2），分析纯。5.2氢氧化钠（g~2.13g/cm），分析纯。5.3二氧化硅（g～~2.2g/cm2），分析纯。5.4稀盐酸，p~1.047g/mL.
6设备
6.1金相显微镜：放大倍数50倍～500倍。（1)
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GB/T33763—2017
6.2游标卡尺：精度0.02mm。
6.3切、磨、抛加工设备。
6.4耐强碱、酸等化学药品腐蚀的容器。6.5加热器：能将装有氢氧化钾或氢氧化钠的埚加热到400℃。7测量步骤
7.1试样制备
7.1.1定向切断
蓝宝石单晶晶锭的待测部分经定向后，切取厚度大于0.4mm的单晶片，晶向偏离应小于5。7.1.2研磨
用302#金刚砂（或相当颗粒度的金刚砂）水浆研磨，使表面平整。用水清洗干净后，再用306#金刚砂（或相当颗粒度的金刚砂)水浆研磨，使表面光洁无划痕，然后用水清洗干净。7.1.3化学抛光
用二氧化硅、氢氧化钾或氢氧化钠和去离子水按质量浓度9：1：10的比例配制成抛光液，然后用新配制的抛光液将试样表面抛光至无损伤表面。7.1.4腐蚀
将30g氢氧化钾或氢氧化钠放在容器内加热，待熔化至约320℃～380C，将试样放人，腐蚀10 min~15 min
注：7.1.1~7.1.4操作在通风柜中进行。7.1.5清洁处理
先用稀盐酸清洗腐蚀后的单晶片，再用去离子水将晶片充分洗净，并用纱布或其他擦拭物擦干。7.2选择显微镜视场面积
将试样置于金相显微镜载物台上，选放大倍数为100倍，扫描样品表面，根据位错密度N。选取视场面积：
Na≤5000个/cm，选用视场面积S≥0.01cm；a)
b）5000个/cm10000个/cm，选用视场面积S≥0.001cm2。7.3选取测量点
根据单晶片的直径参照图1选择测量位错密度的测量点。2
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7.4读取位错腐蚀坑数目
图1测量点位置示意图
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根据单晶的取向和腐蚀条件，读取并记录视场内各点的位错腐蚀坑数目。视场边界上的位错腐蚀坑，其面积应有一半以上在视场内才予以计数。不符合特征的坑、平地坑或其他形状的图形不计数。若发现视场内污染点或其他不确定形状的图形很多，如图形背景无法区分位错、不规则图纹或图形背景杂乱等，应考虑重新制样。
图2a）～c)所示的视场中的位错腐蚀坑，数目分别为4.14.1。a)
图2位错腐蚀坑图
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8测试结果的计算
8.1单点位错密度的计算
单点位错密度Na的计算按式(1)进行。8.2平均位错密度的计算
平均位错密度N。的计算按式(2)进行：式中：
-第讠点位错腐蚀坑数目，单位为个；S
视场面积，单位为平方厘米（cm）。9精密度
本方法的精密度是使用经处理后的4片蓝宝石单晶片在3家实验室进行验证，根据数据计算出标准偏差196个/cm2，精密度为士4.5%；其中重复性士3.5%，再现性士2.8%。10试验报告
试验报告应包含以下内容：
样品编号：
晶向；
腐蚀剂及腐蚀时间；
视场面积；
样品图形（需图示出位错密度测试图）：测试点及腐蚀坑数目对照表；
测试结果(平均位错密度)；
本标准编号；
测试者及测试时间；
其他。
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