SJ 21446-2018 CdS-N-T型红外紫外双色探测用硫化镉单晶片规范[电子].pdf

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1、中华人民共和国电子行业标准FL 6134 SJ 21446-2018 CdS-N-T型红外/紫外双色探测用硫化铺单晶片规范Specification for cadmium sulfide monocrystalline wafers of CdS-N-T used for infraredJultraviolet two-color detector 2018-01-18发布2018-05-01实施国家国防科技工业局发布刚吕本规范的附录A、附录B、附录C和附录D为规范性附录。本规范由中国电子科技集团公司提出。本规范由工业和信息化部电子第四研究院归口。本规范起草单位:中国电子科技集团公司第四十

2、六研究所。SJ 21446-2018 本规范主要起草人:张颖武、程红娟、齐海涛、杨丹丹、徐世海、窦瑛、郑风振、张茵茵。SJ 214462018 CdS-N-T型红外/紫外双色探测用硫化锅单晶片规范1 范围本规范规定了CdS-N-T型红外/紫外双色探测用硫化锅单晶片的要求、质量保证规定、交货准备等。本规范适用于CdS-N-T型红外/紫外双色探测用硫化铺单晶片(以下简称硫化锚晶片)。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包含勘误的内容或修订版均不适用于本规范，但鼓励根据本规范达成协议的各方研究，可使用这些文件的最新版本。凡

3、是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。GBfT 191 包装储运图示标志GBfT 1555-2009 半导体单晶晶向测定方法X射线衍射定向法GBfT 4326-2006 非本征半导体单晶霍尔迁移率和霍尔系数测量方法GB/T 6624-2009 硅抛光片表面质量目测检验方法GB/T 30867-2014 碳化硅单晶片厚度及总厚度变化测试方法GJB 179A-1996 计数抽样检验程序及表3要求3.1 几何参数硫化铺晶片外观俯视图如图1所示，晶片铺面左下角为定位边。其中，、b分别表示晶片的长度和宽度，c、d分别表示定位边在晶片边长的投影，其中0.5mmdc1.70 C d b 疏化锅晶片锦

4、面a 图1硫化锅晶片外观俯视图具体外形参数应符合表1的规定。SJ 21446-2018 表1硫化锅晶片几何参数长度宽度|l|30事肚u度E 10 总厚度变化mm mm m 15.0:1:0.5 15.0士0.51O 20.0土0.520.0土0.53 00:tl 0 豆10注:当用户对硫化锚晶片几何参数有特殊要求时由供需双方商定。3.2 表面质量硫化锅晶片为双面抛光片，锅面为工作面。其铺面、硫面的表面质量应符合表2的规定。表2表面质量要求表面缺陷(目测铺面硫面崩边(处)无无划痕(条无无楠皮无无裂纹无无雾无无沾污、水迹无无3.3 表面晶向硫化锅晶片的晶向为，其晶向偏离度为00士0.50。3.4

5、导电类型硫化锅晶片的导电类型为N型。3.5 电阻率硫化锅晶片的电阻率不小于0.1n.cm，并且不大于5.0n.cmo 3.6 迁移率硫化锅晶片的迁移率不小于300cm2 V-1 S-l。3.7 表面粗糙度硫化锅晶片铺面表面粗糙度Ra不大于1run，硫面表面粗糙度Ra不大于3nm。3.8 红外透过率硫化锅晶片在3m5阳的波长范围内红外透过率不小于71%。3.9 微管道密度硫化锅晶片的微管道密度不大于150个每平方厘米。3.10 位错密度硫化锅晶片的位错密度不大于3x105个每平方厘米。4质量保证规定4.1 检验分类本规范规定的检验分类如下:2(显微镜下观察)铺面三三5运10无a)鉴定检验(见4.

6、3);b)质量一致性检验(见4.4)0 4.2 检验条件除另有规定外，应在下列条件下进行检验:a)温度15oC35 oC;b)相对湿度30%70%。4.3 鉴定检验4.3.1 通则SJ 21446-2018 鉴定检验应在鉴定机构认可的试验室进行。所有样本单位(样品应为生产中通常使用的设备和工艺生产的产品。当原材料或制造工艺发生重大变化肘，应重新进行鉴定检验。4.3.2 样本数量所有鉴定检验的产品和陪测样品均取自同一生产批的单晶晶片。硫化锅晶片产品2片和硫化铺晶片陪测样品1片。4.3.3 检验程序鉴定检验的项目，受试样品数量及允许不合格品数量应按表3的规定进行。表3鉴定检验分组检验项目要求章条号

7、检验方法章条号受试样品数量允许不合格品数量(片)(片表面质量3.2 4.5.2 表面粗糙度3.7 4.5.7 长度l组4.5.1.1 2 U 宽度3.1 厚度4.5.1.2 总厚度变化红外透过率3.8 4.5.8 表面晶向3.3 4.5.3 导电类型3.4 4.5.4 2组电阻率3.5 4.5.5 O 迁移率3.6 4.5.6 微管道密度3.9 4.5.9 位错密度3.10 4.5.10 a为硫化铺晶片陪测样品，外形尺寸为ClOnun士1nun)x(10nun士1mm)x 000m土10m)。4.3.4 合格判据若受试样品通过表3中各项检查和试验，则判定鉴定检验合格;若其中一项检验不符合表3规

8、定时，则判定鉴定检验不合格。4.3.5 鉴定合格资格保持为了保持合格资格，承制方应每12个月向鉴定机构提交一份按3.13.l0及4.5规定的各项检验的报告。检验应采用在此期间生产的同一型号的样品上进行。4.4 质量一致性检验4.4.1 通则硫化铺晶片的质量一致性检验由A1组和A2组构成。质量一致性检验为逐批检验。3 SJ 21446一20184.4.2 检验批的组成通常由相同设备、相同工艺、同一生产周期内生产的同一标称尺寸和特性的硫化铺晶片样品一次性提交构成-个检验批。4.4.3 检验程序硫化铺单晶片的质量一致性检验项目见表4。表4质量一致性检验分组检验项目要求章条号检验方法章条号检查水平合格

9、质量水平表面质量3.2 4.5.2 S-3 表面粗糙度3.7 4.5.7 长度Al组4.5.1.1 宽度n=2,c=O 3.1 厚度4.5.1.2 总厚度变化红外透过率3.8 4.5.8 表面晶向3.3 4.5.3 导电类型3.4 4.5.4 A2 主且电阻率3.5 4.5.5 n=2b,c=O 迁移率3.6 4.5.6 微管道密度3.9 4.5.9 位错密度3.10 4.5.10 a从经过表面质量检验合格的硫化锅晶片产品中抽取。b为硫化铺晶片陪测样品，外形尺寸为00mm:l:l mm)x C10 mm土1mm)X(500m士10m)。4.4.4 抽样方案硫化锅晶片的表面质量检验按GJB179

10、A-1996中特殊检验水平S-3一次正常检验抽样方案。硫化锅晶片的几何参数检验采用定数检验。AQL 4.0 硫化锅晶片的红外透过率、表面晶向、导电类型、电阻率、迁移率、微管道密度、位错密度检验采用硫化锅晶片陪测样品进行定数检验。4.4.5 合格判据除另有规定外，A组检验项目中，如有任何一项不符合表4的规定时，则判定该批产品为检验不合格。4.4.6 不合格品处理A1组检验不合格的检验批，在将该批产品全部返工并证实克服原有缺陷后，允许进行复检。重新交付的检验批应与正常批分开，并应清楚标明重新检验批。复检采用单项加严抽样方案，固定样品数按双倍样品数量进行全部项目检验，复检不合格的检验批则判为该批不合

11、格。A2组检验不合格则判为该批不合格。4.5 检验方法4.5.1 几伺参数4.5.1.1 硫化铺晶片的长度、宽度和定位边采用精度不低于0.02mm的量具测量。4.5.1.2 硫化锅晶片的厚度及总厚度变化按GBIT30867-2014中4.1进行测量。其中，测试点位置的确定如图2所示，将硫化锅晶片分为9个近似等面积区域，分别在各区域中选取中心点附近(如点15)。取点时可目测进行选择，但应在有效区域内，即扣除lmm边后剩下区域。4 SJ 21446-2018-AaT-11ltsTtttt品ttttt1一35.-.-.BEEtttBEt-vttttt咱AE-E 测试点位置示意图4.5.2 表面质量硫

12、化锅晶片的表面质量测试中，崩边缺陷的测试范围为晶片边缘，其他缺陷的测试范围为扣除晶片边缘1mm后剩余的面积。表面质量目测按GB/T6624-2009进行检查。表面质量显微镜下测试在50倍放大倍数条件下进行检查。4.5.3 表面晶向硫化铺晶片表面晶向按GB厅1555-2009进行测量，本产品中硫化铺晶片表面晶向对应的布拉格衍射角为13万。4.5.4导电类型硫化锅晶片的导电类型按GB厅4326-2006进行测量。4.5.5 电阻率硫化锚晶片的电阻率按GB厅4326-2006进行测量。4.5.6 迁移率硫化锅晶片的迁移率按GB/T4326-2006进行测量。4.5.7 表面粗糙度硫化铺晶片锅面及硫面

13、表面粗糙度按附录A进行测量。4.5.8 红外透过率硫化锅晶片红外透过率按附录B进行测量。4.5.9 微管道密度硫化俑晶片微管道密度按附录C进行测量。4.5.10 位错密度硫化锅晶片位错密度按附录D进行测量。4.5.11 包装检查硫化锅晶片的包装采用目视检查，并符合第5章的要求。图2交货准备5.1 包装硫化锅晶片应在洁净环境中用塑料膜盒封装，塑料膜盒应洁净、防静电，保证硫化锅晶片不受沾污，再用塑料袋抽真空封装，外附合格证书或检验报告。5.2 装箱将装有硫化锅晶片的包装盒装入包装箱内，并用软填料将箱塞满，使盒在箱内不致移动和受到挤压，然后封好。5 5 SJ 21446-2018 5.3 运输和储存

14、5.3.1 产品在运输过程中应防止化学物质腐蚀、碰撞、跌落和受潮。5.3.2 产品应存放于干燥无腐蚀性物质的环境中。5.3.3 包装有效期为12月，对储存期超期的产品应清洗处理后再使用。5.4 标志5.4.1 合格证书产品应附有合格证书，并注明:a)产品名称及型号:b)本规范编号:c)承制方名称或商标;d)产品批号:e)晶片片数;。，主要参数检验结果;g)检验员签名或代号;h)检验日期:)其他要求:j)承制方质检部门签章。5.4.2 包装箱标志包装箱外侧应有下列标志:a)承制方名称或商标;b)产品名称及型号:c)数量:d)出厂日期;的符合GB厅191规定的怕晒、怕雨、易碎物品及请勿倒置标志名称

15、或图形符号;句其他要求。6 说明事项6.1 预定用途本规范规定的硫化锅晶片预定用于红外/紫外双色探测器件。6.2 型号硫化锅晶片型号表示为:6 CdS-N-T-BP a x b 6.3 订购文件中应明确的内容订购文件应规定下列内容:a)本规范的编号、名称;-300 L一一一晶片的厚度参数晶片的宽度参数品片的长度参数双面抛光矩形晶片导电类型为N型硫化锅晶体材料b)本规范中注明日期引用的规范性引用文件的版次号和年号(必要时;c)型式、类别或等级:d)包装等级。SJ 21446-2018 SJ 21446-2018 附录A(规范性附景硫化锦晶片表面粗糙度测试方法A.1 范围本方法规定了硫化铺晶片表面

16、粗糙度的测试方法。本方法适用于硫化锅晶片的表面粗糙度的测试。A.2 原理原子力显微镜基于微探针与样品之间的原子力作用机理，将一个对微弱力极敏感的微悬臂一端固定，另一端有一原子尺度针尖，针尖尖端与晶片表面原子间存在极微弱的作用力即范德华力，它们之间的作用力会随着距离的改变而变化。测试扫描时在这种力的作用下，针尖会随着样品表面的起伏不平在垂直于样品表面方向上起伏运动。此时，利用光学检测法或隧道电流检测法，测得微悬臂对应于扫描各点的位置变化，即可获得样品表面的微观形貌信息。A.3 试验仪器原子力显微镜。A.4 试验程序具体试验程序如下:a)准备探针和探针夹具:b)使待测样品固定在样品台上;c)先测量

17、铺面，再测量硫面;d)在测试范围内随机选取3个测试点进行扫描，任意两点之间的距离不小于5mm;e)扫描区域为10mXlOm，获取表面粗糙度值Ra。A.5 结果处理取3个测试点测试数据的最大值，记为硫化铺晶片的表面粗糙度Ra。A.6 试验报告试验报告应包括下列内容:a)检测项目:b)样品名称、标识等信息;c)设各名称、生产厂家、型号及计量有效期:d)测试条件:8 SJ 21446-2018 e)测试结果:0 检测者及检测日期。9 SJ 21446-2018 附录B(规范性附录红外透过率测试方法8.1 范围本方法规定了硫化锅晶体的红外透过率测试方法。本方法适用于硫化锅晶片在3m.5m波长的红外透过

18、率测试。8.2 原理本方法采用红外光源照射被测透明物质，感应器分别探测光源入射光强和透过被测透明物质后的光强，透过光强与入射光强的比值即为透过率，用百分数表示，见公式CB.1)。1=石=e-100%.(B.1)式中:一一表示透过率，无量纲;I 一一透射光辐射强度的数值，单位为坎(cd);10 一一入射光辐射强度的数值，单位为坎(cd)k 一一介质吸收系数的数值，单位为每毫米(mrn-1)一一介质厚度的数值，单位为毫米(mm)。8.3 试验仪器单光束全自动红外分光光度计，波数精度为0.01cm-1，透过率精度为0.1%。8.4 试验程序具体试验程序如下:a)开机稳定半个小时;b)根据试验需要调整

19、仪器的各项参数，使精度达到要求:c)在分辨率2cm国l测试条件下，对仪器进行校准;d)将待测样品放入样品室进行扫描，获得红外光谱。8.5 数据记录依据红外光谱测试数据，在3阳.5阳波长范围内取测试数据的最小值，记为硫化锅品片的红外透过率测试结果。10 SJ 21446-2018 8.6 试验报告试验报告应包括下列内容:a)检测项目:b)样品名称、标识等信息;c)设备名称、生产厂家、型号及计量有效期;d)测试条件;e)测试结果;。检测者及检测日期。11 SJ 21446-2018 附录C(规范性附录硫化锅晶片微管道密度测试方法G.1 范围本方法规定了硫化铺晶片的微管道密度的检测方法。本方法适用于

20、硫化锅晶片表面径向尺寸在几微米至几百微米范围内的微管道密度的测量。样品表面法线方向为方向。G.2 原理硫化锅晶片微管道密度检测方法是利用显微镜放大观测微管道裸露端的六方形黑点特征(如图C.l圆圈标识所示进行统计的。分别记录微管道数目和测量的面积，计算得到微管道密度。图G.1 微管道在光学显微镜下的典型形貌G.3 试剂及其要求G.3.1 化学试剂浓盐酸C36%38%)。G.3.2腐蚀液将浓盐酸和去离子水按体积比1:5配制成腐蚀液。G.4 试验仪器微分干涉显微镜(放大倍数不低于10倍)0 G.5 试验程序G.5.1 腐蚀在室温下，将硫化铺晶片试样放置在腐蚀液中浸泡15分钟20分钟后，用去离子水进行

21、充分清洗，并用氮气吹干，操作应在通风柜中进行。12 SJ 21446-2018 C.5.2 试验区域划分测试点位置如图C.2所示。将10mmxl0mm的CdS晶片均分为9个等面积区域，分别在各区域中选取中心点(如点19)。取点时可目测进行选择。2d，。.-唰-lItttTE12垒it，258-laps-srtt扣，.,14一7-9 矩形晶片测量点位置示意图C.5.3 记录在选取的测量点上，用微分干涉显微镜观察晶片表面，读取并记录各测试区域视野范围内的微管道数目。图C.2结果处理C.6.(C.1)硫化铺晶片微管道密度按公式(C.1)计算。z乓D=号I乓式中:D 一一抗化锅晶片微管道密度的数值，单

22、位为个每平方厘米(cm勺;Pj 一一每个测试区域视野范围的微管道数目，单位为个，i=1,2,3.9;Sj 一一每个测试区域视野范围面积，单位为平方厘米(cm勺，其中i=1，2，3.9。13 试验报告报告应包括下列内容:a)检测项目;b)样品名称、标识等信息:c)设备名称、生产厂家、型号及计量有效期;d)测试条件:e)测试结果;检测者及检测日期。C.7 SJ 21446-2018 附录D(规范性附录位错密度的化学腐蚀测试方法o.1 范围本方法规定了硫化锅晶片位错密度的化学腐蚀测试方法。本方法适用于硫化锅晶片的位错密度测试。0.2 原理本方法采用择优化学腐蚀法显示位错腐蚀坑，其原理是基于位错周围的

23、晶格发生畸变，在晶体表面的露头处，对某些化学腐蚀剂反应速度较快，结果形成具有某种特定形状的腐蚀坑。(0001)面硫化锅晶片的锅面位错腐蚀坑特征样貌为六角形浅坑，如图D.1圆圈标识所示。图0.1位错底蚀坑利用微分干涉显微镜观测测试样片，分别记录腐蚀坑数目和测量的面积，用单位面积上的腐蚀坑数目表示位错密度。O.3 试剂及其要求0.3.1 化学试剂浓盐酸C36%38%)。0.3.2 腐蚀液将浓盐酸和去离子水按体积比1:5配制成腐蚀液。0.4 测试仪器微分干涉显微镜(放大倍数不小于50倍)。14 SJ 21446-2018 试验程序D.5.1 腐蚀在室温下，将硫化铺晶片试样放置在腐蚀液中浸泡15分钟2

24、0分钟后，用去离子水进行充分清洗，并用氮气吹干，操作应在通风柜中进行。D事5.2 视场面积选择将试样置于微分干涉显微镜载物台上，首先选取试样中心位置进行初测，根据中心位置的位错数量Nd取视场面积:Nd三三5000cm-2时，选用1mm2的视场;500010 000 cm句才，选用0.05mm2的视场。D.5.3 试验区域划分测试点位置如图D.2所示。将10mmx10mm的CdS晶片均分为9个等面积区域，分别在各区域中选取中心点(如点19)。取点时可自测进行选择，但应在有效区域内，即扣除边缘lmm后剩下区域。D.5 Jh4nu-sassTI-1llatt 2-RU-8-。-P-tt111tilt

25、-8113tEmf-且ATa呵，-,.-9 矩形晶片测量点位置示意图图。2数据记录D.6 用微分干涉显微镜在选取的测量点上观察晶片表面，读取并记录各点的位错腐蚀坑数目。结果处理D.7 Ln;Nd=亏ISj 平均位错密度的按公式CD.l)计算:(D.1)一一位错密度的数值，单位为个每平方厘米Ccm-2)一一第i个测量点的腐蚀坑数目，单位为个，其中i=l立3.9;一一每个测试区域视野范围面积的数值，单位为平方厘米(cm勺，其中i=l立3.9。式中:Nd nj Sj 15 试验报告报告应包括下列内容:a)检测项目;D.8 SJ 21446-2018 样品名称、标识等信息:设备名称、生产厂家、型号及计量有效期:测试条件:测试结果:检测者及检测日期。川川OA叫入问勺。16