ICS 77.040.10 H22 GB 中华人民共和国国家标准 GB/T 31093—2014 蓝宝石晶锭应力测试方法 Test method for stress of monocrystalline sapphire ingot 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 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T 31093—2014 前言 本标准按照GB/T1.1一2009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、杭宙、肖宗杰 I GB/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 SAIG 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。 1 GB/T 31093—2014 10 9 说明： 1——光源； 6——全波片； 2 隔热片； 7 发散镜； 3 聚光镜； 台面玻璃； 4——反光镜； 9———试样； 起偏镜； 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）土0.5°端面经磨光后，其粗糙度应小于1um。 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 测试设备接人电源。 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、李晶等缺陷。晶锭内部存在不同程度应力时的锥光图如图2所示。 2 GB/T31093—2014 无应力晶锭 b) 有轻微应力晶锭 a) 有中等应力晶锭 c) 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