ICS77.040.10 H22 中华人民共和国国家标准 GB/T31093—2014 蓝宝石晶锭应力测试方法 Testmethodforstressofmonocrystallinesapphireingot 2014-12-22发布 2015-09-01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)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、北京合能 阳光新能源技术有限公司。 本标准主要起草人:刘逸枫、魏明德、徐养毅、杭寅、肖宗杰。 ⅠGB/T31093—2014 蓝宝石晶锭应力测试方法 1 范围 本标准规定了蓝宝石单晶晶锭的应力测试方法。 本标准适用于经过加工后直径为50.8mm~200mm的c向蓝宝石晶锭的应力测试,其他尺寸蓝 宝石晶锭(以下简称晶锭)的应力测试可参照使用。 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 蓝宝石为单轴晶体,c轴为光轴。使用典型的会聚平面偏振光干涉试验装置,晶体的光轴与切面垂 直,并且和仪器的光轴平行,在会聚光的情况下,会产生干涉,形成锥光图。锥光图由黑十字和同心圆状 的干涉色圈组成,干涉色圈以黑十字交点为中心(光轴出露点),成同心环状,干涉色圈的多少,取决于晶 体的双折射率的大小及厚度。 当晶体局部规则的结构被破坏,产生的应力使得该位置上的光轴方向发生改变,光束通过此位置 时,所得到的锥光图中的黑十字变形,因此可以通过观察晶体各个位置的锥光图来检测晶体的应力。 5 干扰因素 5.1 晶锭内部有气泡、包裹物等会影响应力的判断。 5.2 晶锭加工过程中引起的内部裂纹会影响应力的判断。 6 试验设备 应力仪,其典型光路如图1所示。仪器的光学系统由光源(1)发出的光速通过隔热片(2)、聚光 镜(3)、反射镜(4)和起偏镜(5)变为平面振镜,在通过发散镜(7)、台面玻璃(8)后投射到被测试样上,最 后通过检偏镜(10)将看到具有应力特征的锥光图。 1GB/T31093—2014 说明: 1———光源; 2———隔热片; 3———聚光镜; 4———反光镜; 5———起偏镜;6———全波片; 7———发散镜; 8———台面玻璃; 9———试样; 10———检偏镜。 图1 应力仪示意图 7 样品 沿c向掏取的晶锭,定向精度为(0001)±0.5°,端面经磨光后,其粗糙度应小于1μm。 8 测试条件 除另有说明外,仪器应放置在无直射性光源的半暗室中进行应力测试。 9 测量步骤 9.1 测试设备接入电源。 9.2 把待测试样放在待检平台上,对于未抛光的试样,上下端面滴折射油。 9.3 移动晶锭至光源中心,用应力仪测试探头扫描晶锭表面不同的位置并获得锥光图,进而确定应力 程度以及有无镶嵌、孪晶等缺陷。晶锭内部存在不同程度应力时的锥光图如图2所示。 2GB/T31093—2014 a) 无应力晶锭 b) 有轻微应力晶锭 c) 有中等应力晶锭 d) 有较大应力晶锭 e) 有严重应力晶锭 f) 镶嵌晶锭 图2 不同程度应力对应锥光图GB/T31093—2014 GB/T31093—2014 10 试验报告 试验报告应包含以下内容: a) 设备名称、型号; b)测试条件和测试方法; c)已测试的晶锭数量; d)产品批号或者材料的其他标识; e)测试结果; f)本标准编号; g)测试日期; h)操作人姓名。