國家標準《磷化鎵單晶》編制說明（送審稿）一、工作簡況1、立項目的與意義磷化鎵（GaP）是Ⅲ族元素Ga和Ⅴ族元素P化合而成的半導體材料。磷化鎵單晶是一種電子功能材料，主要用于制備可見光的發光二極管，根據摻雜的不同，可以發出紅色、黃色、綠色等不同顏色的光，具有一定的市場價值。隨著磷化鎵單晶生產水平的提高，目前現有的標準GB/T20229-2006《磷化鎵單晶》已經不能滿足現有產品的需求，有必要對原來的技術參數進行修訂、增加其他相關指標。標準修訂后，可作為磷化鎵單晶行業今后組織生產、銷售和接受質量監督的依據，以利于磷化鎵單晶材料的更好發展。2、任務來源根據《國家標準化管理委員會關于下達2019年第四批推薦性國家標準計劃的通知》（國標委發[2019]40號，2019年12月31日）的要求，由中國電子科技集團公司第十三研究所（以下簡稱中國電科13所）負責修訂GB/T20229-2006《磷化鎵單晶》，計劃編號為20194175-T-469，項目周期為18個月。3、主要工作過程3.1起草階段中國電科13所于2020年1月成立編制組，負責本標準的調研和編寫工作。2020年1月～7月之間，編制組根據任務落實確定的起草原則，對國內外生產磷化鎵單晶產品的相關企業進行調研和統計，并調研了下游客戶的質量要求，按照產品標準的編制原則、框架要求和國家的法律法規，同時結合企業的一些技術指標和檢驗數據，起草了本標準的初稿。2020年9月23日～25日，在昆明召開了《磷化鎵單晶》國家標準第一次工作會議（討論會），會上與會專家對標準討論稿進行了逐條討論，并對標準文本提出了具體的修改和補充建議。會后，編制組根據會議意見對標準討論稿進行了修改，形成了標準的征求意見稿和編制說明（征求意見稿）。3.2征求意見階段2020年11月編制組形成了征求意見稿，將征求意見稿及編制說明，發函磷化鎵材料相關的生產、使用、檢測等相關單位廣泛征求意見。結合征求的意見，編制組對標準整體進行梳理和修改，于2021年3月再次將征求意見稿和編制說明發函征求意見。共征求了47家單位意見，其中8家單位回函，7家單位提出了意見，共征集到29條意見，具體見意見匯總表。編制組根據回函意見對標準進行了修改，形成了標準的送審稿和編制說明（送審稿）。4、主要起草單位和工作成員及其所作的工作本項目牽頭單位中國電子科技集團公司第十三研究所，多年從事電子材料和元器件的研制和生產，且重視標準化工作，是全國半導體器件標準化技術委員會秘書處依托單位，是國際電工委員會IECTC47技術委員會的技術對口單位，多年來一直在標準化領域開展了大量國內和國際標準化工作。中國電科13所從70年代開始從事磷化鎵單晶材料制備的科研工作，已有40余年的歷史，獲得過《磷化鎵材料在單晶爐內合成和制備》的全國科學大會獎。本單位具有豐富的工作經驗，技術力量雄厚，專業配置合理，具有很強的科研技術開發能力，了解和熟悉國內磷化鎵單晶材料的生產、使用和研制工作動態及技術水平。中國電科13所曾編寫了GB/T20229《磷化鎵單晶》、GJB2917A《磷化銦單晶片規范》、GB/T20230《磷化銦單晶》、SJ/T21475《磷化銦單晶片幾何參數測試方法》等多項國軍標、國標及行軍標。二、標準主要內容和確定主要內容的依據1、編制原則本標準起草單位自接受起草任務后，成立了標準編制組負責收集生產統計、檢驗數據、市場需求及客戶要求等信息，初步確定了《磷化鎵單晶》標準起草所遵循的基本原則和編制依據：查閱相關標準和國內外客戶的相關技術要求；根據國內磷化鎵單晶生產企業的具體情況，力求做到標準的合理性和實用性；根據技術發展水平及測試數據確定技術取值范圍；按照GB/T1.1、產品標準編寫的要求進行格式和結構編寫。2、標準主要內容和確定主要內容的依據本標準的內容是在GB/T20229-2006的基礎上，針對原有標準中與當前實際應用中不符合的部分進行修訂，主要修訂內容如下：補充“范圍”變動內容的解釋2.1牌號不再獨立進行牌號的要求編寫，修改為符合GB/T14844的規定，形成統一標準。修訂了磷化鎵單晶錠的電學性能中n型材料的指標，增加了半絕緣型、p型磷化鎵單晶錠的指標。經過調研中國電科13所、有研光電、日本信越化學等單位，電學性能指標依據國內多家單位電學參數結果，結合完成的多個課題指標要求，綜合國外磷化鎵生產廠家的產品參數，在滿足國內客戶需求的基礎上，考慮現有國內制備磷化鎵單晶錠的水平，制定出了電學特性參數的指標。電學性能導電類型摻雜劑電阻率Ω·cm載流子濃度cm-3遷移率cm2/（V?s）n型S（0.1～6）×10-3（1.0～8.0）×1017≥100Te(1～6)×10-3≥5×1017≥100非摻≥1×10-3≤1×1016≥100p型Zn0.01～0.1≥1×1017≥20半絕緣型Fe≥5×107--2.3位錯密度修訂了位錯密度的表示方法，更改為位錯密度級別，并將此節調整為磷化鎵單晶錠指標。經過調研中國電科13所、有研光電、日本信越化學等單位，位錯密度指標依據國內多家單位電學參數結果，結合完成的多個課題指標要求，綜合國外磷化鎵生產廠家的產品參數，在滿足國內客戶需求的基礎上，考慮現有國內制備磷化鎵單晶錠的水平，制定出了位錯密度參數的指標。依據不夠充分原標準中將位錯密度統一寫成不大于5×105個/cm2，隨著單晶制備水平的提高，目前可以做到更低位錯密度水平。因此，進行了修訂，將參數劃分為三個級別，如下表：位錯密度級別劃分級別位錯密度個/cm2Ⅰ≤1×105Ⅱ≤3×105Ⅲ≤5×1052.4表面取向增加了磷化鎵單晶片表面取向的偏離大小。根據目前國內外磷化鎵生產廠家的實際生產情況，和用戶使用要求，綜合國外多家磷化鎵生產廠家的產品參數，進行指標的增加。目前隨著加工水平的提高，生產廠家基本能滿足上述要求。解釋內容過于雷同。建議從技術指標的意義、重要性、影響因素等等角度解釋。2.5幾何參數增加了幾何參數指標參考面長度及允許偏差、翹曲度、總厚度變化、總指示讀數，增加了63.5mm、76.2mm的單晶片指標；根據目前國內外磷化鎵生產廠家的實際生產情況，增加63.5mm磷化鎵單晶尺寸規格，將磷化鎵單晶片直徑分為“50.8mm和63.5mm”，并規定其相應的幾何參數指標。根據用戶使用要求，綜合國外多家磷化鎵生產廠家的產品參數，修訂了磷化鎵單晶片的參數指標。指標如下所示：磷化鎵單晶片幾何參數直徑及允許偏差mm厚度及允許偏差μm參考面長度及允許偏差mm翹曲度warpμm總厚度變化TTVμm總指示讀數TIRμm50.8±0.5300±2016.0±2.0≤12≤15≤1063.5±0.5300±2020.0±2.0≤15≤15≤1076.2±0.5500±2022.0±2.0≤18≤15≤15在實際生產中，50.8mm直徑參考面長度一般采用16.0±2.0mm，63.5mm直徑參考面長度一般采用20±2.0mm，76.2mm直徑參考面長度一般采用22±2.0mm,后續加工時定晶向較方便準確；實際生產中晶片幾何參數的總厚度變化和翹曲度在表3范圍內的研磨片，后續外延層的生長質量較好。2.6表面質量增加了磷化鎵單晶片表面質量要求，即應無孿晶、無劃傷、無崩邊、無裂紋、無桔皮、無凹坑、無沾污等。根據目前國內外磷化鎵生產廠家的實際生產情況，和用戶使用要求，綜合國外多家磷化鎵生產廠家的產品參數，進行指標的增加。目前隨著加工水平的提高，生產廠家基本能滿足上述要求。這幾項要求為研磨片的基本要求，單晶片的表面質量將直接影響后續外延層的生長質量。技術內容的確定依據解釋存在一樣的問題，解釋有點泛，需要結合實際情況進行補充。2.7增加了第9章訂貨單內容章節三、標準水平分析本標準達到了國內先進水平。四、與我國有關的現行法律、法規和相關強制性標準的關系本標準與國家現行法律、法規和相