YS-T 1744-2024《半绝缘砷化镓单晶衬底片》

YS/TXXXX—XXXX

半绝缘砷化镓单晶衬底片

1范围

本文件规定了半绝缘砷化镓单晶衬底片（以下简称“衬底片”）的分类、技术要求、试验方法、

检验规则、标志、包装、运输、贮存、随行文件及订货单内容。

本文件适用于垂直梯度凝固法（VGF）、液封直拉法（LEC）或垂直布里奇曼法（VB）生长的，用

于射频、太阳能电池领域的衬底片的生产、检验和质量评价。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文

件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/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/T6618硅片厚度和总厚度变化测试方法

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/T6621硅片表面平整度测试方法

GB/T6624硅抛光片表面质量目测检验方法

GB/T8760砷化镓单晶位错密度的测试方法

GB/T13387硅及其它电子材料晶片参考面长度测量方法

GB/T13388硅片参考面结晶学取向X射线测试方法

GB/T14140硅片直径测量方法

GB/T14264半导体材料术语

GB/T14844半导体材料牌号表示方法

GB/T17170半绝缘砷化镓单晶深施主EL2浓度红外吸收测试方法

GB/T19199半绝缘砷化镓单晶中碳浓度的红外吸收测试方法

GB/T19921硅抛光片表面颗粒测试方法

GB/T26067硅片切口尺寸测试方法

SJ/T11488半绝缘砷化镓电阻率、霍尔系数和迁移率测试方法

3术语和定义

GB/T14264界定的术语和定义适用于本文件。

4牌号和类别

4.1衬底片的牌号表示方法按GB/T14844的规定进行。

1

YS/TXXXX-XXXX

4.2衬底片按直径分为50.8mm、76.2mm、100.0mm、150.0mm、200.0mm5种规格。

5技术要求

5.1电学性能

衬底片的电学性能应符合表1的规定。

表1电学性能

要求

掺杂剂项目

III

电阻率

≥2×107

Ω·cm

截面电阻率不均匀性

非掺≤15

%

霍尔迁移率

≥5500

cm2/(V·s)

电阻率

≥1×108[1×107,1×108)

Ω·cm

掺碳截面电阻率不均匀性

≤15

%

霍尔迁移率

≥4000[1500,4000)

cm2/(V·s)

5.2表面晶向及晶向偏离

衬底片的表面晶向为＜100＞，晶向偏离不大于0.5°。

5.3位错密度

衬底片的位错密度等级及要求应符合表2的规定。

表2位错密度

位错密度等级及要求

规格

cm-2

mm

IIIIII

Ф50.8[0,1500](1500,3000](3000,5000]

Ф76.2[0,1500](1500,3000](3000,5000]

Ф100.0[0,1500](1500,3000](3000,5000]

Ф150.0[0,2000](2000,5000](5000,10000]

Ф200.0[0,5000](5000,8000](8000,12000]

5.4参考面的取向、形状和尺寸

2

YS/TXXXX—XXXX

5.4.1以主副参考面为基准时，Ф50.8mm、Ф76.2mm、Ф100.0mm、Ф150.0mm衬底片参考面的

取向、形状和尺寸应符合表3的要求。

表3参考面的取向、形状和尺寸

参数要求

参考面选择V型槽燕尾槽

主参考面取向［01］±0.5属于1个砷面，［0］±0.5属于1个镓面，

°主参考面垂直于V型槽主参考面垂直于燕尾槽

副参考面取向

主面朝上时，从主参考面逆时针转90±0.5从主参考面顺时针转90±0.5

°

规格Ф50.8mmФ76.2mmФ100.0mmФ150.0mm

主参考面长度

16±122±132±147.5±2.5

mm

副参考面长度

8±111±118±130±2

mm

5.4.2以V型切口(Notch)为基准时，Ф150.0mm、Ф200.0mm衬底片V型切口的取向和尺寸应符合

表4的规定。

表4V型切口的取向和尺寸

要求

规格

取向深度开角

mm

°mm°

+0.25+5

Ф150.0［010］±21-090-1

+0.25+5

Ф200.0［010］±21-090-1

5.5外形几何尺寸

衬底片的外形几何尺寸应符合表5的要求。

表5外形几何尺寸

要求

参数

Ф50.8mmФ76.2mmФ100.0mmФ150.0mmФ200.0mm

直径及允许偏差

50.8±0.276.2±0.2100.0±0.2150.0±0.2200.0±0.2

mm

厚度及允许偏差

(350～500)±25(350～600)±25(375～675)±25(525～675)±25675±25

μm

总厚度变化(TTV)

≤8≤10≤10≤10≤20

μm

总指示读数(TIR)

≤6≤8≤10≤10≤20

μm

弯曲度(Bow)

0±80±80±100±100±15

μm

翘曲度(Warp)

≤10≤10≤10≤15≤15

μm

5.6碳原子浓度和深能级缺陷EL2浓度

3

YS/TXXXX-XXXX

衬底片碳原子浓度和深能级缺陷EL2浓度应符合表6的规定。

表6碳原子浓度和深能级缺陷EL2浓度

项目要求

碳原子浓度15

(0.5～20)×10

cm-3

深能级缺陷EL2浓度16

≤2.0×10

cm-3

5.7表面质量

衬底片的表面质量应符合表7的规定。

表7表面质量

要求

项目

Ф50.8Ф76.2Ф100.0Ф150.0Ф200.0

mmmmmmmmmm

划伤无

浅蚀坑无

雾无

空洞/孔隙无

沾污无

局部光散射体(LLS)数量(Ф≥0.3μm)个/片≤50≤50≤100≤100≤120

崩边(≥0.3mm×0.3mm)无

正表面

裂纹无

凹坑无

镓夹杂/沉淀无

橘皮无

线痕无

条纹无

孪晶无

线痕无

裂纹无

背表面孪晶无

镓夹杂/沉淀无

崩边(≥0.3mm×0.3mm)无

5.8其他

需方如对衬底片的技术指标有其他要求，由供需双方协商确定，并在订货单中注明。

4

YS/TXXXX—XXXX

6试验方法

6.1电学性能

6.1.1电阻率

衬底片电阻率的测试按SJ/T11488的规定进行。

6.1.2截面电阻率不均匀性

衬底片截面电阻率不均匀性应测试样本的电阻率，在单晶横截面沿直径方向均匀取5个测试点，

即中心取1点，左右各取2点。半绝缘砷化镓单晶截面电阻率不均匀性按公式（1）进行计算：

………(1)

ρd=×100%

式中：

ρd——截面电阻率不均匀性；

ρmax——截面电阻率最大值，单位为欧姆厘米(Ω·cm)；

ρmin——截面电阻率最小值，单位为欧姆厘米(Ω·cm)；

ρi——第i个测量点电阻率，单位为欧姆厘米(Ω·cm)；

i——测试点数目，i=1～5；

n——测试点总数，n=5。

6.1.3霍尔迁移率

衬底片霍尔迁移率的测试按SJ/T11488的规定进行。

6.2表面晶向及晶向偏离

衬底片表面晶向及晶向偏离的测试按GB/T1555的规定进行。

6.3位错密度

衬底片位错密度的测试按GB/T8760的规定进行。

6.4参考面的取向、形状和尺寸

6.4.1衬底片的主、副参考面取向的测试按GB/T13388的规定进行。

6.4.2衬底片的参考面长度测试按GB/T13387的规定进行。

6.4.3衬底片的参考面V型切口（Notch）形状及尺寸的测试按GB/T26067的规定进行。

6.5外形几何尺寸

6.5.1衬底片的直径及允许偏差的测试按GB/T14140的规定进行。

6.5.2衬底片的厚度及允许偏差的测试按GB/T6618的规定进行。

6.5.3衬底片总厚度变化（TTV）的测试按GB/T6618的规定进行。

6.5.4衬底片总指示读数(TIR)的测试按GB/T6621的规定进行。

6.5.5衬底片弯曲度(Bow)的测试按GB/T6619的规定进行。

6.5.6衬底片翘曲度(Warp)的测试按GB/T6620的规定进行。

5

YS/TXXXX-XXXX

6.6碳原子浓度和深能级缺陷EL2浓度

6.6.1衬底片碳原子浓度的测试按GB/T19199的规定进行。

6.6.2衬底片深能级缺陷EL2浓度的测试按GB/T17170的规定进行。

6.7表面质量

衬底片局部光散射体（LLS）数量的测试按GB/T19921的规定进行，其他表面质量的测试按GB/T

6624的规定进行。

7检验规则

7.1检查和验收

7.1.1产品应由供方或第三方进行检验，保证产品质量符合本文件和订货单的规定，并填写产品质

量证明书。

7.1.2需方可对收到的产品按本文件的规定进行检验，若检验结果与本文件或订货单的规定不符时，

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。

7.2组批

衬底片应成批提交验收，每批应由同一根砷化镓单晶晶锭加工而成的、相同规格的产品组成。

7.3检验项目及取样

7.3.1衬底片的电学性能、表面晶向及晶向偏离、位错密度、碳原子浓度和深能级缺陷EL2浓度的

检验项目及取样应符合表8的规定。

表8检验项目及取样

检验项目抽样方法要求条款号检验方法条款号

电阻率6片（由1根晶锭头和尾部所切各1片，5.16.1.1

晶片的圆心点、1/2半径点和1/3半径点

截面电阻率不均匀性5.16.1.2

共取6个样片，其中截面电阻率不均匀性

霍尔迁移率头尾片分别测5点）5.16.1.3

表面晶向及晶向偏离2片（由1根晶锭头部所切的、进行电性5.26.2

位错密度能测量后，晶片剩余部分所取的测试样片）5.36.3

碳原子浓度和深能级缺陷EL2浓度5.66.6

7.3.2每批衬底片的参考面取向、形状和尺寸及外形几何尺寸、表面质量的检验项目及取样应符合

表9的规定，也可由供需双方协商确定。

表9检验项目及取样

检验项目抽样方法要求条款号检验方法

参考面取向、形状和尺寸5.47.4.1、7.4.2、7.4.3

直径及允许偏差GB/T2828.15.57.5.1

IL=II

厚度及允许偏差AQL=1.05.57.5.2

总厚度变化（TTV）5.57.5.3

6

YS/TXXXX—XXXX

表9检验项目及取样（续）

检验项目抽样方法要求条款号检验方法

总指示读数（TIR）5.57.5.4

GB/T2828.1

弯曲度（Bow）5.57.5.5

IL=II

翘曲度（Warp）5.57.5.6

AQL=1.0

表面质量5.77.7

7.4检验结果的判定

7.4.1衬底片的电阻率、截面电阻率不均匀性、霍尔迁移率、表面晶向及晶向偏离、位错密度、碳

原子浓度和深能级缺陷EL2浓度的检验结果中有任意一项不合格时，判该批产品不合格。

7.4.2衬底片的参考面取向、形状和尺寸、直径及允许偏差、厚度及允许偏差、总厚度变化、总指

示读数、弯曲度、翘曲度、表面质量的检验结果中有任意一项不合格时，供方可对不合格项进行逐片

检验，除去不合格品后，合格品可以重新组批。

8标志、包装、运输、贮存和随行文件

8.1标志

8.1.1检验合格的衬底片外包装袋上应粘贴标签，其上注明：

a）产品名称、规格；

b）产品批号；

c）产品数量；

d）生产日期。

8.1.2衬底片的外包装箱上应贴有标签，其上注明：

a）供方名称、地址、电话；

b）产品名称、规格；

c）产品数量或净重；

d）“小心轻放”“防潮”“易碎”“堆叠层数”标志或字样。

8.2包装

8.2.1单片包装

检验合格的衬底片可放置在专用的单片圆盒内。单片圆盒由聚丙烯（PP）、聚碳酸酯（PC）材料

制成。衬底片清洗干净后，正表面朝下放入专用单片圆盒内，每盒1片，放置压环合盖后，用塑料袋、

铝箔袋分别抽真空充高纯氮气(≥5N)密封。

8.2.2多片包装

检验合格的衬底片亦可放置在专用的多片盒内，每个卡塞放置多片清洗干净的衬底片（根据客户

需求，一般放置25片）。卡塞盒由聚丙烯（PP）制成。衬底片清洗干净后，正表面朝Ｕ端，背面朝Ｈ

端，合盖后用塑料袋、铝箔袋分别抽真空充高纯氮气(≥5N)密封。

8.2.3外包装箱

7

YS/TXXXX-XXXX

将完成真空包装的单片圆盒或多片盒放入四周有珍珠棉或海绵防护的包装箱中封箱。

8.3运输

产品在运输过程中应轻装轻卸，勿压勿挤，并采取防震、防潮措施。

8.4贮存

产品应贮存在清洁、干燥的环境中。

8.5随行文件

每批产品应附有随行文件，内容至少包括：

a）产品质量证明书：

•产品名称、规格；

•产品的主要性能及技术参数；

•产品批号；

•产品各项参数检验结果和检验员印章及检验日期。

b）同一技术要求产品首批提交SDS报告；

c）出厂日期。

9订货单内容

需方可根据自身的需要，在订购本文件所列产品的订货单内，列出以下内容：

a）产品名称、规格；

b）产品技术要求；

c）产品数量；

d）本文件编号；

e）其他。

8

ICS29.045

CCSH83

YS

中华人民共和国有色金属行业标准

YS/TXXXX—XXXX

半绝缘砷化镓单晶衬底片

semi-insulatinggalliumarsenidesinglecrystalsubstrate

（报批稿）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中华人民共和国工业和信息化部发布

YS/TXXXX—XXXX

半绝缘砷化镓单晶衬底片

1范围

本文件规定了半绝缘砷化镓单晶衬底片（以下简称“衬底片”）的分类、技术要求、试验方法、

检验规则、标志、包装、运输、贮存、随行文件及订货单内容。

本文件适用于垂直梯度凝固法（VGF）、液封直拉法（LEC）或垂直布里奇曼法（VB）生长的，用

于射频、太阳能电池领域的衬底片的生产、检验和质量评价。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文

件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/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/T6618硅片厚度和总厚度变化测试方法

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/T6621硅片表面平整度测试方法

GB/T6624硅抛光片表面质量目测检验方法

GB/T8760砷化镓单晶位错密度的测试方法

GB/T13387硅及其它电子材料晶片参考面长度测量方法

GB/T13388硅片参考面结晶学取向X射线测试方法

GB/T14140硅片直径测量方法

GB/T14264半导体材料术语

GB/T14844半导体材料牌号表示方法

GB/T17170半绝缘砷化镓单晶深施主EL2浓度红外吸收测试方法

GB/T19199半绝缘砷化镓单晶中碳浓度的红外吸收测试方法

GB/T19921硅抛光片表面颗粒测试方法

GB/T26067硅片切口尺寸测试方法

SJ/T11488半绝缘砷化镓电阻率、霍尔系数和迁移率测试方法

3术语和定义

GB/T14264界定的术语和定义适用于本文件。

4牌号和类别

4.1衬底片的牌号表示方法按GB/T14844的规定进行。

1

YS/TXXXX-XXXX

4.2衬底片按直径分为50.8mm、76.2mm、100.0mm、150.0mm、200.0mm5种规格。

5技术要求

5.1电学性能

衬底片的电学性能应符合表1的规定。

表1电学性能

要求

掺杂剂项目

III

电阻率

≥2×107

Ω·cm

截面电阻率不均匀性

非掺≤15

%

霍尔迁移率

≥5500

cm2/(V·s)

电阻率

≥1×108[1×107,1×108)

Ω·cm

掺碳截面电阻率不均匀性

≤15

%

霍尔迁移率

≥4000[1500,4000)

cm2/(V·s)

5.2表面晶向及晶向偏离

衬底片的表面晶向为＜100＞，晶向偏离不大于0.5°。

5.3位错密度

衬底片的位错密度等级及要求应符合表2的规定。

表2位错密度

位错密度等级及要求

规格

cm-2

mm

IIIIII

Ф50.8[0,1500](1500,3000](3000,5000]

Ф76.2[0,1500](1500,3000](3000,5000]

Ф100.0[0,1500](1500,3000](3000,5000]

Ф150.0[0,2000](2000,5000](5000,10000]

Ф200.0[0,5000](5000,8000](8000,12000]

5.4参考面的取向、形状和尺寸

2

YS/TXXXX—XXXX

5.4.1以主副参考面为基准时，Ф50.8mm、Ф76.2mm、Ф100.0mm、Ф150.0mm衬底片参考面的

取向、形状和尺寸应符合表3的要求。

表3参考面的取向、形状和尺寸

参数要求

参考面选择V型槽燕尾槽

主参考面取向［01］±0.5属于1个砷面，［0］±0.5属于1个镓面，

°主参考面垂直于V型槽主参考面垂直于燕尾槽

副参考面取向

主面朝上时，从主参考面逆时针转90±0.5从主参考面顺时针转90±0.5

°

规格Ф50.8mmФ76.2mmФ100.0mmФ150.0mm

主参考面长度

16±1