ICS 29.045 H 80 中华人民共和国国家标准 GB/T 8756—2018 代替GB/T8756—1988 锗晶体缺陷图谱 Collection of metallographs on defects of germanium crystal 2019-07-01实施 2018-12-28发布 国家市场监督管理总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T8756—2018 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准代替GB/T8756—1988《锗晶体缺陷图谱》。本标准与GB/T8756—1988相比，主要技术变 化如下： 删除了原标准缺陷图谱34张，分别为图1、图2、图3、图4、图6、图8、图9、图15、图16、图20、 图21、图23、图24、图28、图29、图30、图32、图33、图78、图87、图88、图90、图91、图95、 图96、图102、图106、图113、图114、图115、图116、图124、图125、图132（见1988年版的第1 章、第2章、第3章)； 增加了术语和定义（见第3章）； 一增加了图谱44张，分别为图1、图2、图3、图4、图6、图8、图9、图13、图14、图15、图16、图22、 图23、图24、图29、图30、图31、图33、图34、图80、图89、图90、图92、图93、图96、图97、 图98、图99、图105、图106、图116、图117、图118、图119、图120、图128、图129、图130、 图131、图132、图133、图135、图141、图142（见第4章）； 完善了各类缺陷的特征及产生原因（见第4章）； 删除了原标准中的“附录B透射电子显微镜技术（TEM)（补充件）”（见1988年版的附录B）。 本标准由中国有色金属工业协会提出。 本标准由全国有色金属标准化技术委员会（SAC/TC243）归口。 本标准起草单位：云南临沧鑫圆锗业股份有限公司、有研光电新材料有限责任公司、云南中科鑫圆 晶体材料有限公司、中锗科技有限公司、广东先导稀材股份有限公司、云南东昌金属加工有限公司、有色 金属技术经济研究院 本标准主要起草人：普世坤、惠峰、董汝昆、冯德伸、柯尊斌、尹士平、朱刘、李素青。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为： GB/T 8756—1988。 1 GB/T8756—2018 锗晶体缺陷图谱 1范围 本标准规定了锗多晶、锗单晶制备和机械加工过程中产生的缺陷，给出了各类缺陷的特征、产生原 因及消除方法 本标准适用于区熔锗锭、锗单晶、锗研磨片和锗抛光片生产过程中产生的缺陷。 规范性引用文件 2 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 3术语和定义 GB/T14264界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 杂质管道 impurities pipeline 在锗单晶中，沿晶体纵向形成的管道状杂质富集区。 4锗晶体缺陷 4.1锗多晶 4.1.1氧化物 4.1.1.1 1特征 SA 晶体表面失去银灰色金属光泽，呈现不同颜色的表面膜，如图1所示。 4.1.1.2 产生原因 氧化物是由于晶体在高温状态下或长期暴露在空气中，以及在操作过程中引进的有机物在高温下 分解后，氧与锗反应生成。 4.1.2浮渣 4.1.2.1特征 在晶体表面呈现的无金属光泽的灰色薄层，如图2所示。 4.1.2.2 产生原因 浮渣是由氧与锗和锗中的硅相互作用的生成物，或是碳等漂浮在锗熔体表面，熔体凝固后形成。 1 GB/T 8756—2018 4.1.3多晶空洞（孔洞） 4.1.3.1表面孔洞 4.1.3.1.1 特征 在还原、区熔以及熔铸后，锗晶体与容器相接触的表面可见的大小不等的坑，如图3和图4所示。 4.1.3.1.2产生原因 在定向结晶、区熔提纯和熔铸过程中，熔体凝固时，熔体中的气体不能及时排出，致使与石墨容器 （特别是沉碳容器）接触的晶体表面产生大小不等的坑。 4.1.3.2体内空洞 4.1.3.2.1特征 区熔锗锭和熔铸锗锭中有空洞时，在其切断面上可见的大小不等、形状各异的坑，如图5所示。 4.1.3.2.2 2产生原因 熔体凝固时，溶于其中的气体呈过饱和状态，冷却速度过快，气体不能及时排出，聚集于晶体内而形成空洞。 4.1.3.3空洞夹层 4.1.3.3.1特征 熔铸锗锭的切断面上、下面的分界线，在显微镜下观察，沿分界线呈密排小气孔，严重时肉眼可见， 如图6和图7所示。 SAG 4.1.3.3.2产生原因 在情性气体气氛下熔铸时，由于热场不均匀，使熔体的上、下面同时凝固，固液界面从上、下两个方 向向内部移动，溶于熔体中的气体聚集于交界面上。 4.1.3.4消除方法 多晶空洞（孔洞）的消除方法参见附录A。 4.1.4粗结晶 4.1.4.1特征 在锗多晶表面存在的高低不平的结晶区，和周围区域有明显的界线，如图8和图9所示。 4.1.4.2 产生原因 在区熔过程中，局部的多晶料在熔区通过时未被熔化而漂浮在液面上，熔体凝固后形成粗结晶。 4.2 2锗单晶 4.2.1空位团 4.2.1.1特征 经化学腐蚀后，锗单晶（111）面上显示出三角形浅底腐蚀坑，如图10所示；在（100）面上显示出方形 2 GB/T 8756—2018 浅底腐蚀坑，如图11所示；在（110）面上显示出类似椭圆形浅底腐蚀坑，如图12所示。这些腐蚀坑在定 点重复腐蚀后会消失 4.2.1.2产生原因 处于高温下的晶体中，由于晶格原子热运动产生大量的空格点称为空位。随着温度的降低，空位逐 因此，在无位错或低位错的晶体中可观察到空位团，如图13和图14所示。 4.2.2位错 4.2.2.1特征 选择适当的腐蚀剂，对观察表面进行择优腐蚀，在位错线表面露头处，可以显示出与晶体晶向、腐蚀 剂的组成等条件有关的，特定形态的位错腐蚀坑。典型的位错腐蚀坑在（111）面上呈三角形：在（100）面 上呈方形；在（110)面上呈菱形，实际上观察到的位错腐蚀坑形态是多种多样的，如图15～图21所示。 储单晶横断面位错腐蚀坑的宏观分布有以下几种组态： a）位错均匀分布 位错均匀分布的形貌如图22所示。 b）无位错 锗单晶体内不存在位错线时，称为无位错锗单晶。一般把位错密度不大于100个/cm²的锗单晶称 为无位错锗单晶，如图23图25所示。 c）位错排 当滑移面受到应力作用，滑移面上的位错沿滑移方向运动，由于某种原因位错滑移终止，其后沿同 一方向运动的位错受前面终止位错应力场的作用而按一定的距离排列成行，称为位错排。《111>晶向锗 单晶经腐蚀后，在（111）面上三角形位错腐蚀坑呈现为底边沿110」晶向排列在一条直线上的图像，如图 26~图30所示。 d）小角晶界 <111>晶向锗单晶经腐蚀后，在（111)面上呈现一个三角形蚀坑顶角对另一个三角形蚀坑底边，沿 [100]晶向排列在一条直线上的图像，如图31～图35所示。取向差增大直线排列的位错腐蚀坑密度增 加。有时小角晶界和位错排同时存在，如图36所示。 e）系属结构 系属结构是小角晶界或位错排的局部密集排列，如图37～图40所示。 f）位错堆 在锗单晶横断面的某一区域上有大量位错腐蚀坑聚集在一起，其位错密度为整个横断面平均位错 密度的几倍，称为位错堆，如图41和图42所示。 g）三角形结构 在<111>晶向锗单晶横断面上，大量的位错腐蚀坑有规则地排列成三角形图像。三角形的三条边分 别平行于<110）方向，如图43所示。 h）“井”字形结构 方向，如图44所示。 i）残余应力引起位错 在晶体生长过程以及晶体加工过程中由于残余应力引起位错，如图45所示。 j）六角星形结构 3