III族氮化物半导体材料中位错成像的测试 透射电子显微镜法 编制说明.pdf

III族氮化物半导体材料中位错成像的测试 透射电子显微镜法 Testmethodfor dislocation imagingin III-nitride semiconductormaterials— Transmission electronmicroscopy 编 制 说 明 （征求意见稿） 1 一、制定本标准的目的和意义 III族氮化物半导体材料主要包括GaN，AlN,InN 以及上述三种材料的组合体系，如InGaN， AlGaN,AlInGaN 等。它们在微电子器件、光电子器件等方面有着重要的应用，是目前全球半 导体研究的前沿和热点。 位错是表征III 族氮化物半导体晶体质量的一个重要物理量。目前表征III 族氮化物半导 体位错的方法主要有：透射电镜方法；化学腐蚀结合原子力显微镜法；X-ray 衍射摇摆曲线法； 阴极荧光显微镜方法。化学腐蚀结合原子力显微镜法通常需要对样品进行适当的化学处理，显 露出位错坑，然后用原子力显微镜进行表面形貌检测。如果化学处理不当，则可能显露不出位 错，同时也难以分辨位错的种类；X-ray 衍射摇摆曲线法表征位错则需要较为复杂的换算，不 够直观；阴极荧光显微镜方法不需要破坏样品即可以直接观察到位错，但由于探测波长的限制， 目前一般仅适用于GaN,InGaN 等材料，对于AlN，AlGaN 等材料则很难实现位错的观测。透 射电镜方法一般需要对试样进行切割、磨抛和减薄处理；在透射电镜中，需要对晶体进行特殊 角度的倾转，然后可以对位错进行成像。目前采用透射电镜方法对III 族氮化物中的位错进行 成像已经有大量文献报道，但目前国内外尚没有相关的标准。而随着III 族氮化物产业的发展， 对III 族氮化物中位错进行成像表征有着迫切的需求。 本标准介绍了用透射电镜对III 族氮化物半导体中位错进行成像的原理，并规定了测量方 法。 二、工作简况 1 任务来源 根据 《国家标准委关于下达2021年第三批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的 通知》（国标委发[2021]28 号）的要求，《III 族氮化物半导体材料中位错成像的测试 透射电 子显微镜法》由中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所、苏州纳维科技有限公司、江苏省 第三代半导体研究院、北京大学、国家纳米科学中心等共同起草，计划号为T-469。 2 编制和协作单位 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 （简称苏州纳米所）是由中国科学院，江苏省 人民政府，苏州市人民政府和苏州工业园区于2006 年3 月共同出资创建的国家级科研机构。 苏州纳米所的纳米加工平台、测试分析平台和计算平台是总投资约2 亿元的公共资源，拥有电 子束曝光机、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、阴极荧光谱仪器、光刻机、倒装焊机等重大 仪器设备，具有开发微纳器件、微纳光机电系统、生物传感器及生物芯片等多功能的技术支撑 2 体系，具备全面的纳米尺度下的单分子和纳米结构的表征技术与测试手段，拥有丰富的理论计 算手段，是国际先进水平的纳米科学研究和成果转化的公共技术平台。 本标准的协作编写单位为苏州纳维科技有限公司，江苏省第三代半导体研究院、苏州科技 大学、北京大学、国家纳米科学中心、北京大学东莞光电研究院、东莞市中镓半导体科技有限 公司。苏州纳维科技有限公司创立于2007 年，以中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所为技 术依托，立足于设备的自主研发，专注于从事高质量、大尺寸氮化物材料的生长与产品开发， 为产业界和研发机构提供各类氮化镓材料，目前公司拥有核心技术专利三十余项，是中国首家 氮化镓衬底晶片供应商。 3 工作过程 2021年10 月，“III 族氮化物半导体材料中位错成像的测试 透射电子显微镜法”国家标准 制定计划在国家标准化管理委员会正式立项。从2021年11月开始组建标准起草工作组，由中 国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所、苏州纳维科技有限公司、江苏省第三代半导体研究 院、、苏州科技大学、北京大学、国家纳米科学中心、北京大学东莞光电研究院、东莞市中镓 半导体科技有限公司的科研人员及技术人员担任。2021年12 月，标准起草工作组详细讨论并 制定了本