ICS77.040 H21 GB 中华人民共和国国家标准 GB/T32189-2015 氮化镓单晶衬底表面粗糙度的 原子力显微镜检验法 Test method for surface roughness of GaN single crystal substrate by atomic force microscope 2015-12-10发布 2016-11-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T32189—2015 氮化镓单晶衬底表面粗糙度的 原子力显微镜检验法 1范围 本标准规定了用原子力显微镜测试氮化镓单晶衬底表面粗糙度的方法. 本标准适用于化学气相沉积及其他方法生长制备的表面粗糙度小于10m的氮化镓单晶衬底. 其他具有相似表面结构的半导体单晶衬底应用本标准提供的方法进行测试前，需经测试双方协商达成 一致. 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（包括的修改单）适用于本文件. GB/T3505产品几何技术规范(GPS)表面结构轮廓法术语、定义及表面结构参数 GB/T14264半导体材料术语 GB/T27760利用Si(111)晶面原子台阶对原子力显微镜亚纳米高度测量进行校准的方法 JJF1351扫描探针显微镜校准规范 3术语和定义 GB/T3505、GB/T14264和GB/T27760界定的术语和定义适用于本文件. 4方法原理 4.1测试原理 本标准采用原子力显微镜测试样品某个区域的三维表面形貌，进而根据表面形貌中包含的一组表 面轮廓的数值评定粗糙度.由于原子力显微镜在高度方向的分辨率（即纵向分辨率）通常不超过0.1m 横向分辨率通常可达到10nm 因此能清晰地分辨单晶衬底上的原子台阶（台阶高度通常<1nm) 是评 价单晶衬底粗糙度的有效手段. 原子力显微镜测试样品表面粗糙度的原理如图1所示.测试样品表面形貌时，首先通过粗逼近装 置将样品和针尖接近到数纳米的距离，使之产生相互作用力.原子力显微镜有接触模式、轻敲模式等多 种工作模式探测针尖和样品的相互作用力.以接触模式为例，探针与样品直接接触，其相互作用力使悬 梁臂发生形变，从而被激光和四象限光电探测器构成的光杠杆所探测.当通过扫描信号发生器使样品 台产生xy方向移动时，通过控制器控制样品的高低z 使悬梁臂的形变始终保持恒定，输出z的 变化，即为测试到的表面形貌.如果是轻敲模式，则通过一个激振器使悬梁臂产生数纳米到数十纳米振 幅的振动，当针尖和样品相互接近产生相互作用力时，会改变振动的振幅和相位，扫描时通过控制 器控制样品的高低z 保持振动的振幅恒定，则可输出之获得表面形貌. 1 GB/T32189-2015 激光 四象限 光电探 测器 悬梁臂 控制器 针尖、 6样品 压电陶瓷 表面形 扫描信号 扫描器 发生器 粗逼近装置 图1原子力显微镜测试原理示意图 4.2粗糙度的评定方法 本标准采用中线制（轮廓法）评定表面粗糙度. 本标准中的表面轮廓由原子力显微镜方法获得：采用探针沿一定的方向扫描获得给定取样长度的 表面轮廓，在垂直于扫描方向上探针等间距移动获得一组表面轮廓，这组表面轮廓描述了一个区域的表 面形貌. 表面轮廓的中线按照n阶(1≤n≤3)多项式的最小二乘法拟合得到.对表面轮廓扣除中线后形成 的轮廓为评定表面粗糙度的基础. 表面粗糙度数值采用扣除中线后的轮廓的算术平均偏差Ra表示. 5干扰因素 5.1扫描像素、扫描...
GB/T 32189-2015 氮化镓单晶衬底表面粗糙度的原子力显微镜检验法.pdf
