GB/T 31092-2014 蓝宝石单晶晶锭

ICS29.045

H83OB

中华人民共和国国彖标准

GB/T31092—2014

蓝宝石单晶晶锭

Monocrystallinesapphireingot

2014-12-22发布2015-09-01实施

GB/T31092—2014

目次

前言m

i范围1

2规范性引用文件1

3术语和定义1

4要求1

5检验方法3

6检验规则4

7标志、包装、运输、贮存和质量证明书5

8订货单（或合同）内容6

附录A（规范性附录）总杂质含量的测定方法7

附录B（规范性附录）位错密度测试方法9

附录C（规范性附录）双晶摇摆Ittl线的半峰宽值的检测方法12

附录D（规范性附录）局部光散射体、气泡、包裹物及散射颗粒检测方法15

附录E（规范性附录）镶嵌、李晶的检测方法18

附录F（规范性附录）透光率检测方法20

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GB/T31092—2014

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本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会(SAC/TC203)和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:协鑫光电科技(江苏)有限公司、中国科学院上海光学精密机械研究所、常州亿晶

光电科技有限公司、江苏吉星新材料有限公司、新疆紫晶光电技术有限公司。

本标准主要起草人：刘逸枫、魏明德、徐养毅、杭寅、吴剑波、蔡金荣、赵新俭.

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蓝宝石单晶晶锭

1范围

本标准规定了蓝宝石单晶晶锭的要求、检验方法、检验规则及标志、包装、运输、贮存和质量证明书、

订货单（或合同）内容。

本标准适用于蓝宝石单晶晶锭，产品可用于制造氮化稼外延薄膜及其他用途的蓝宝石单晶衬底材

料（以下简称晶锭）。

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/T1554硅晶体完整性化学择优腐蚀检验方法

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/T14264半导体材料术语

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

蓝宝石晶锭sapphireingot

依特定轴向生长的晶体，通过机械加工后能满足切片的蓝宝石棒材。

3.3

总长度totallength

晶锭测量的实际几何长度。

3.4

有效长度effectivelength

晶锭实际长度中，去除晶锭内部缺陷后的几何长度。

4要求

4.1化学组成

晶锭为高纯的a-Al23,其总杂质含量应小于100mg/kg0

4.2结晶质量

晶锭在有效直径范围内应都是单晶，位错密度应小于104个/cm2,双晶摇摆曲线的半峰宽值

1

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(FWHM)应小于30arcseco

4.3生长方法

制备晶锭所使用的生长方法按双方合同的规定。

4.4表面及参考面取向

4.4.1蓝宝石单晶属六方晶系，六方晶系晶胞的结构如图1所示。

图1六方晶系晶胞结构图

4.4.2晶锭的表面取向和参考面取向应符合表1的规定。

表1表面取向和参考面取向

项目要求

表面取向C面(0001)±0.15°R面(1~02)±0.15°a面(1120)±0.15°M面(1010)±0.15°

c轴在(1120)面上的投影

a面(1120)±0.3°或c面(0001)±0.3°或

参考面取向逆时针旋转45°±0.3°c面(0001)±0.3°

M面(1010)±0.3°R面(1102)±0.3°

(如图2所示)

图2蓝宝石晶体R面的主参考面取向

2

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4.5尺寸及允许偏差

晶锭尺寸及允许偏差应符合表2的规定。如果需方对尺寸及允许偏差有其他要求，可由供需双方

协商并在合同中注明。

表2尺寸及允许偏差单位为毫米

项U要求

宜径50.9+沪100.L:丫150.1^：＞:!

椭圆度0.050.050.05

圆柱度0.03/1000.05/1000.05/100

参考面尺寸16.0±1.031±1.047.5±1.0

4.6缺陷

晶锭的缺陷应符合表3的规定。

表3缺陷

项目要求

崩边、气泡、包裹物、散射颗粒及其他<15%总长度

镶嵌、李晶无

局部光散射体无

4.7透光率

晶锭在410nm〜780nm波段的透光率应达到85%以上。

4.8外观质量

晶锭的颜色一般呈无色。

4.9其他

晶锭的特殊技术要求由供需双方商定，并在合同中注明。

5检验方法

5.1晶锭总杂质含量的测定按附录A的规定进行。

5.2晶锭位错密度的检验按附录B的规定进行。

5.3晶锭双晶摇摆曲线的半峰宽值(FWHM)的检验按附录C的规定进行。

5.4晶锭的表面取向和参考面取向的检验按GB/T1555的规定进行。

5.5晶锭的尺寸用精度为0.01mm的量具测量。

5.6晶锭崩边的检验在光照度$600lx的环境下进行目测。

5.7晶锭的局部光散射体、气泡、包裹物及散射颗粒的检验按附录D的规定进行。

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5.8晶锭镶嵌、李晶的检验按附录E的规定进行。

5.9晶锭透光率的检验按附录F的规定进行。

5.10晶锭的外观质量通过目视检查。

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（或订货单）的规定不符

时,应在收到产品之日起三个月内向供方提出，由供需双方协商解决。

6.2组批

晶锭应成批提交验收，每批应由同一炉次生长、相同规格的晶锭组成。

6.3检验项目、取样及判据

6.3.1每批晶锭的全检项目、取样及判据应符合表4的规定。

表4全验项目、取样及判据