GB/T 47625-2026 精细陶瓷 平行光束X射线衍射法测定单晶薄膜(晶圆)结晶质量

ICS8106030

CCSQ.30.

中华人民共和国国家标准

GB/T47625—2026/ISO222782020

:

精细陶瓷平行光束X射线衍射法测定

单晶薄膜晶圆结晶质量

()

Fineceramics—Testmethodforcrystallinequalityofsingle-crystalthinfilm

waferusinXRDmethodwitharallelX-rabeam

()gpy

ISO222782020Fineceramicsadvancedceramicsadvancedtechnical

[:,(,

ceramics—Testmethodforcrstallineualitofsinle-crstalthin

)yqygy

filmwaferusinXRDmethodwitharallelX-rabeamIDT

()gpy,]

2026-05-25发布2026-12-01实施

国家市场监督管理总局发布

国家标准化管理委员会

GB/T47625—2026/ISO222782020

:

目次

前言

…………………………Ⅲ

引言

…………………………Ⅳ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………1

基本原理

4…………………3

仪器装置

5…………………3

示意图

5.1………………3

射线发生器

5.2X………………………4

射线反射镜

5.3X………………………4

单色器

5.4………………4

样品台

5.5………………5

测角仪

5.6………………5

探测器

5.7………………5

仪器校准

5.8……………5

样品制备

6…………………5

测试方法和步骤

7…………………………5

光学器件对准

7.1………………………5

样品对准

7.2……………6

调整测角仪初始位置

7.3………………7

测角仪Φ和χ轴的微小位置调整和ω扫描

7.4()……………………9

单晶薄膜晶圆结晶质量测量方法

7.5()………………16

数据分析

8…………………18

测试报告

9…………………18

附录资料性单晶薄膜晶圆上对称和非对称衍射的晶面间距dθχ值倾角和相对理想

A()SiC()、2、()

强度示例

………………20

附录资料性单晶薄膜晶圆上对称衍射和非对称衍射的晶面间距dθχ值倾角和相对理想

B()()、2、()

强度计算方法

…………22

概述

B.1…………………22

晶面间距d和θ的计算方法

B.22……………………22

单晶测量峰χ值倾角的计算方法

B.3()……………23

确定相对理想强度和结构因子的方法

B.4……………24

附录资料性实验室间测试结果

C()……………………25

参考文献

……………………27

Ⅰ

GB/T47625—2026/ISO222782020

:

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件等同采用精细陶瓷先进陶瓷先进技术陶瓷平行光束射线衍射法

ISO22278:2020《(、)X

测定单晶薄膜晶圆结晶质量

()》。

本文件做了下列最小限度的编辑性改动

:

为与现有标准协调将标准名称改为精细陶瓷平行光束射线衍射法测定单晶薄膜晶

———,《X(

圆结晶质量

)》;

增加了φ角的定义见附录

———“”(B);

增加了七大晶系的晶格参数约束条件见附录

———(B)。

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专利的责任

。。

本文件由中国建筑材料联合会提出

。

本文件由全国工业陶瓷标准化技术委员会归口

(SAC/TC194)。

本文件起草单位深圳职业技术大学深圳市速普仪器有限公司昆明理工大学季华实验室中材

:、、、、

新材料研究院广州有限公司中材高新材料股份有限公司上海超硅半导体股份有限公司山东工业

()、、、

陶瓷研究设计院有限公司中国质量标准出版传媒有限公司绍兴芯纪源电子科技有限公司京隆科技

、、、

苏州有限公司深圳市东汇精密机电有限公司深圳市防伪溯源协会

()、、。

本文件主要起草人赵升升张小波包亦望谭晓逸白敬胜万德田王增辉王红英宋小平

:、、、、、、、、、

王邃王洪升裴郁吴春生李俊克张萌王陶张亚萍何彩梅张旭亮招刚骆丽平

、、、、、、、、、、、。

Ⅲ

GB/T47625—2026/ISO222782020

:

引言

单晶体在众多领域中有重要应用如制作珠宝的合成宝石固态激光器的激光晶体等在某些应用

,,。

中陶瓷材料被制备成单晶体当单晶体作为薄膜生长的基体时其晶体完整性很重要如蓝宝石上生

,。,,

长镓薄膜或单晶体上生长超导薄膜宽禁带半导体如碳化硅和氮化镓由于其优异的特性

。(SiC)(GaN)

例如高临界电场下击穿电压比硅至少高倍或导通电阻比硅小倍在电子领域应用中引起了

(,,10100),

广泛关注使其成为未来高功率高频半导体器件的优势替代材料在光学应用中单晶体材料能最大

,、。,

限度减少能量的散射或吸收如红宝石和钇铝石榴石作为激光晶体石英和蓝宝石作为光学窗

,(YAG),

口单畴单晶的压电材料可获得最优性能如石英此外陶瓷单晶的光学电学磁性或机械性能还应

。,。,、、

用于其他多个领域

。

自年晶圆商业化以来单晶晶圆的直径在不断增加在过去的年中晶体缺陷已大大减少

1990,,15,。

商用器件已有应用但广泛的使用取决于生产商制造大型廉价无缺陷材料的供应能力

,、、。

迄今为止测定单晶薄膜缺陷的方法有很多种测量大面积如单晶薄膜的结

,,(2inch、4inch、6inch)

晶质量平均晶体缺陷程度最典型的方法是平行光束射线衍射法但该方法操作过程易产生

()X(XRD),

较大误差例如分析结果会受用户测试过程条件或样品预处理的影响而产生很大差异因此制定一

。,、,

个通用的测定方法标准是非常必要的

。

Ⅳ

GB/T47625—2026/ISO222782020

:

精细陶瓷平行光束X射线衍射法测定

单晶薄膜晶圆结晶质量

()

1范围

本文件描述了采用平行光束射线衍射法测定单晶薄膜晶圆结晶质量的方法

X()。

本文件适用于所有块体或外延层结构的单晶薄膜晶圆使用光束射线衍射法的结晶质量的

()X

测定

。

2规范性引用文件

本文件没有规范性引用文件

。

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件

。

31

.

单晶single-crystal

所有区域具有相同原子排列的晶体材料

。

32

.

斜切角off-cutangle

单晶薄膜中特定晶面与单晶表面形成的夹角

。

注在单晶薄膜晶圆的外延生长过程中斜切角是决定薄膜生长行为的关键条件

:(),。

33

.

化学机械抛光chemicalmechanicalpolishingCMP

;

通过化学溶液或研磨颗粒组成的浆料产生的化学作用和研磨机的机械作用相结合使样品表面平

,

整的工艺

。

34

.

布拉格衍射方程Braggdiffraction

入射光的波长λ晶面间距d入射光线与衍射晶面间的夹角θ的关系

、、。

注见公式

:(1):

dθnλ

2·sin=·…………(1)

式中

:

d晶面间距单位为纳米

———,(nm);

θ入射光线与衍射晶面间的夹角单位为度

———,(°);

λ入射光的波长单位为纳米

———,(nm);

n衍射级数整数

———()。

35

.

平行光束parallelX-raybeam

通过使用索拉狭缝分析晶体或射线反射镜对入射光线或衍射光线进行准直后获得的入射

、X,

光线

。

1