GOST 16153-80

GOST 16153–80 Germanium monocristallin. Spécifications (avec modifications n° 1, 2, 3, 4)

GOST 16153−80

Groupe B51

NORME INTER-ÉTATS

GERMANIUM MONOCRISTALLIN

Caractéristiques

Germanium monocristallin. Caractéristiques

OKP 17 7441

Date de lancement 1981-01-01

INFORMATIONS DONNÉES

1. DÉVELOPPÉ ET INTRODUIT par le Ministère de la métallurgie non ferreuse de l'URSS

2. APPROUVÉ ET INTRODUIT PAR Décret du Comité d'État de l'URSS pour les normes du 14 mars 1980 N 1167

3. REMPLACER GOST 16153–70

4. RÉGLEMENTATION DE RÉFÉRENCE ET DOCUMENTS TECHNIQUES

5. La limitation de la période de validité a été supprimée conformément au protocole N 3-93 du Conseil inter-États pour la normalisation, la métrologie et la certification (IUS 5-6-93)

6. ÉDITION avec modifications N 1, 2, 3, 4, approuvée en décembre 1984, mai 1988, juillet 1990, février 1993 (IUS 4-85, 8-88, 10-90, 9 −93)

Cette norme s'applique au lingot de germanium monocristallin utilisé pour la production de dispositifs semi-conducteurs et établit des exigences pour le germanium monocristallin fabriqué pour les besoins de l'économie nationale.

1. EXIGENCES TECHNIQUES

1.1. Un lingot de germanium monocristallin est fabriqué conformément aux exigences de la présente norme de conductivité électrique de type électronique, dopée à l'antimoine, et de conductivité électrique de type trou, dopée au gallium, selon une documentation technologique approuvée de la manière prescrite.

1.2. Orientation cristallographique d'un lingot monocristallin (III).

1.3. L'écart maximal du plan de coupe d'extrémité d'un lingot de germanium monocristallin par rapport au plan d'orientation (III) ne doit pas être supérieur à 2°.

(Édition modifiée, Rev. N 1).

1.4. Le lingot monocristallin de germanium en termes d'écart relatif admissible des valeurs de la résistivité électrique des extrémités par rapport à la valeur nominale doit correspondre aux sous-groupes indiqués dans le tableau 1.

Tableau 1

Le choix de la valeur nominale de la résistivité électrique d'un lingot monocristallin est effectué conformément à GOST 8032 dans les lignes suivantes:

- pour une résistance électrique spécifique de 0,1 à 1 Ohm cm - 0,1 ; 0,12 ; 0,15 ; 0,2 ; 0,25 ; 0,31 ; 0,4 ; 0,5 ; 0,63 ; 0,8 ; 1 ohm cm;

- pour une résistance électrique spécifique de 1 à 10 Ohm cm - 1,1 ; 1,40 ; 1,8 ; 2.2 ; 2,8 ; 3,5 ; 4,5 ; 5,6 ; 7.1 ; 9 ohms cm;

- pour une résistance électrique spécifique de 10 à 45 Ohm cm - 11,2 ; Quatorze; dix-huit; 22,4 ; 28; 35,5 ; 45 ohms cm

(Édition modifiée, Rev. N 1).

1.5. La densité de dislocations et les dimensions géométriques des lingots de germanium monocristallin doivent respecter les exigences du tableau 2.

Tableau 2

A la demande du consommateur, des lingots monocristallins de germanium GE 9 g1 sont produits avec un diamètre de 40 à 50 mm.

Lingots monocristallins de germanium 1 sous-groupe par densité de dislocations et avec une densité de dislocations de 1 10 -2 10 cm les sous-groupes 2 selon la densité des luxations ont été réalisés avant le 01.01.91.

(Édition modifiée, Rev. N 1, 2).

1.6. La différence entre le plus grand et le plus petit diamètre de chaque lingot monocristallin ne doit pas dépasser 4 mm.

1.7. Dans les lingots de germanium monocristallin des sous-groupes 2 et 3, la longueur totale des limites à angle faible d'une longueur supérieure à diamètre moyen des lingots monocristallins.

1.8. La mobilité des principaux porteurs de charge dans les lingots de germanium monocristallin, en fonction de la résistivité électrique et du type de conductivité électrique, doit respecter les normes spécifiées dans le tableau 3.

Tableau 3

(Édition modifiée, Rev. N 2).

1.9. Un lingot de germanium monocristallin ne doit pas présenter de défauts externes : copeaux supérieurs à 3 mm, fissures et coquilles, ainsi que coquilles et fissures internes rencontrées lors de la découpe d'un lingot monocristallin.

1.10. Monocristallinité du germanium, orientation cristallographique de l'axe longitudinal du lingot monocristallin, écart maximal du plan de coupe du lingot monocristallin par rapport au plan d'orientation (III), mobilité des principaux porteurs de charge, densité de dislocations pour le sous-groupe 1, et l'absence de cavités internes et de fissures est assurée par la technologie de fabrication.

(Édition modifiée, Rev. N 2).

1.11. Les codes OKP sont donnés en annexe 7.

(Introduit en plus, Rev. N 1).

1.12. Les lingots de germanium monocristallin dopés au gallium, d'orientation cristallographique (100) sont fabriqués avec un diamètre d'au moins 20 mm, une valeur nominale de résistivité électrique de 0,4 et 0,45 Ohm cm, avec un écart relatif admissible des valeurs de résistivité électrique de ± 10%, densité de dislocation pas plus de 10 cm , la densité des défauts d'origine non dislocation n'est pas supérieure à 10 cm , la longueur d'un lingot monocristallin est de 50 à 120 mm.

La norme de la densité des défauts d'origine non dislocation et la longueur supérieure d'un lingot monocristallin jusqu'au 01.01.92 ne sont pas des rejets.

(Introduit en plus, Rev. N 3).

Exemples de symboles

Lingot monocristallin de germanium de type électronique de conductivité électrique, avec une valeur nominale de résistivité électrique 14, sous-groupes b et 3 :

GE 14b3 GOST 16153–80

La même conductivité électrique de type trou, avec une résistivité électrique nominale de 45, sous-groupes et 1:

GD 45 1 GOST 16153–80

2. RÈGLES D'ACCEPTATION

2.1. Le germanium monocristallin est accepté par lots. Le lot doit être constitué d'un lingot monocristallin. Des tests de réception sont soumis à un lingot monocristallin, déterminant : le type de conductivité électrique ; la valeur de la résistivité électrique ; densité de luxation ; présence et longueur totale des limites à angle faible pour les sous-groupes 2,3 ; dimensions géométriques et absence de défauts externes ; pour le germanium d'orientation cristallographique (100), c'est la densité de défauts d'origine non dislocation.

La détermination de la densité de défauts d'origine non luxation est effectuée pour un ensemble de données statistiques.

Des tests périodiques selon des paramètres garantis (conformément à la clause 1.10) sont soumis à un lingot monocristallin, au moins une fois par trimestre.

(Édition modifiée, Rev. N 2).

2.2. Chaque lingot de germanium monocristallin est accompagné d'un document qualité qui doit contenir :

- la marque ou le nom et la marque du fabricant ;

- nom du produit et sa marque ;

est le numéro du lingot monocristallin ;

— type de conductivité électrique ;

- la valeur de la résistivité électrique et son écart par rapport à la valeur nominale choisie ;

est la valeur de la densité moyenne de dislocations aux extrémités supérieure et inférieure d'un lingot monocristallin pour le sous-groupe 2 et à l'extrémité inférieure d'un lingot monocristallin pour le sous-groupe 3 ;

— longueur et diamètre d'un lingot monocristallin en millimètres ;

- poids net en grammes ;

- date de fabrication;

- cachet du contrôle technique ;

- la désignation de cette norme ;

- cachet de l'organisme d'acceptation de l'État (pour les entreprises dans lesquelles l'acceptation de l'État a été introduite).

(Édition modifiée, Rev. N 1, 2).

3. MÉTHODES DE CONTRÔLE

3.1. Le test de germanium pour la monocristallinité est effectué visuellement sans l'utilisation d'instruments grossissants et sans traitement supplémentaire des lingots monocristallins.

(Édition modifiée, Rev. N 1).

3.2. Le type de conductivité électrique du germanium est déterminé à chacune des extrémités d'un lingot monocristallin selon la méthode donnée en annexe 1.

3.3. L'orientation cristallographique des lingots monocristallins et l'écart du plan de coupe d'extrémité par rapport au plan d'orientation (III) sont déterminés par les méthodes données en annexes 2 et 3.

En cas de désaccord dans l'appréciation de la qualité, la détermination est effectuée selon la méthode des rayons X (Annexe 2).

3.4. La résistivité électrique d'un lingot monocristallin est mesurée selon GOST 24392 aux deux extrémités en des points situés - un au centre et quatre dans la région périphérique des extrémités conformément au dessin. L'emplacement des sondes est perpendiculaire au rayon du lingot.

L'écart relatif des valeurs de la résistivité électrique des extrémités par rapport à la valeur nominale de la résistivité électrique est calculé par la formule

,

où - écart relatif des valeurs de résistivité électrique par rapport à la valeur nominale ;

, — les valeurs maximales et minimales de la résistivité électrique à partir des résultats des mesures en cinq points ;

est la valeur nominale de la résistivité électrique.

(Édition modifiée, Rev. N 2).

3.5. La densité de dislocations dans le plan (III) et la longueur totale des joints à faible angle sont déterminées à l'extrémité inférieure d'un lingot de germanium monocristallin selon la méthode donnée en annexe 5.

Pour le sous-groupe 2, la valeur de la densité moyenne de dislocations est déterminée aux extrémités supérieure et inférieure du lingot monocristallin.

(Édition modifiée, Rev. N 1, 4).

3.6. Le diamètre est mesuré aux deux extrémités et au milieu d'un lingot monocristallin avec une erreur ne dépassant pas 0,5 mm, et la longueur est mesurée avec une erreur ne dépassant pas 1 mm avec un outil de mesure qui fournit la mesure spécifiée précision.

3.6.1. Le diamètre des lingots monocristallins dont la section transversale n'est pas ronde est pris comme la moyenne arithmétique des mesures des encombrements minimum et maximum passant par le centre de la section d'un lingot monocristallin perpendiculaire à l'axe de sa croissance.

3.7. La masse d'un lingot monocristallin est déterminée par pesée sur une balance avec une erreur ne dépassant pas ± 1 g.

3.8. La mobilité des principaux porteurs de charge est déterminée sur deux échantillons découpés aux extrémités inférieure et supérieure d'un lingot monocristallin, selon la méthode donnée en annexe 6.

3.8a. La densité de dislocations dans le plan (100) dans les lingots de germanium monocristallin est déterminée par la méthode donnée en annexe 8.

(Introduit en plus, Rev. N 4).

3.9. La vérification des lingots monocristallins pour l'absence de défauts externes est effectuée sans l'utilisation de dispositifs grossissants, sans appliquer de traitement supplémentaire des lingots monocristallins.

4. EMBALLAGE, ÉTIQUETAGE, TRANSPORT ET STOCKAGE

4.1. Chaque lingot de germanium monocristallin est placé dans un sac de film polyéthylène grade C selon GOST 10354 . Un document de qualité est inclus dans un emballage avec un lingot monocristallin.

4.2. Un sac en plastique est scellé ou scellé avec un ruban adhésif avec une couche adhésive selon GOST 20477 ou similaire et emballé dans une boîte en carton ou en plastique avec une doublure souple. La jonction du couvercle avec la boîte est scellée avec un ruban en polyéthylène avec une couche adhésive conformément à GOST 20477 ou similaire, ou le couvercle avec la boîte est attaché avec le ruban de chevauchement spécifié.

(Édition modifiée, Rev. N 1).

4.3. La boîte est étiquetée avec :

- la marque ou le nom et la marque du fabricant ;

- noms de produits ;

- numéro du document qualité ;

- poids net en grammes ;

- les dates de fabrication ;

— désignations de la présente norme.

4.4. Les boîtes en carton ou en plastique sont emballées dans des boîtes en planches de bois de type III-1 selon GOST 2991 ou des boîtes en tôle de bois de type III selon GOST 5959 et scellées avec un joint en mousse de polyuréthane élastique, alignée selon GOST 12923 ou en carton ondulé carton selon GOST 7376 .

Le poids du colis ne doit pas dépasser 50 kg.

Chaque carton doit comprendre une liste de colisage indiquant :

- la marque ou le nom et la marque du fabricant ;

- noms de produits ;

- poids net en kilogrammes ;

- le nombre de lingots monocristallins dans la boîte ;

- les dates de conditionnement ;

— noms et numéros de l'emballeur.

4.3, 4.4. (Édition modifiée, Rev. N 1, 2).

4.5. Marquage des boîtes - conformément à GOST 14192 avec l'application de signes de manipulation :

"Fragile, soyez prudent" ;

"Tenir à l'abri de l'humidité."

4.6. Le germanium monocristallin est transporté par chemin de fer dans des wagons couverts en petites expéditions conformément aux règles de transport de marchandises en vigueur pour ce type de transport.

Lors du transport de deux ou plusieurs unités d'emballage de produit, la cargaison est emballée sur des palettes universelles plates conformément à GOST 9078 à l'aide de ruban d'acier conformément à GOST 3560 ou de fil conformément à GOST 3282 d'un diamètre d'au moins 5 mm.

Les dimensions globales et le poids du colis ne doivent pas dépasser les normes établies par GOST 24597 .

Il est permis de transporter du germanium monocristallin par voie routière et aérienne conformément aux règles de transport de marchandises en vigueur pour ce type de transport.

Le transport par colis postaux séparés est autorisé. Le poids brut de la boîte à colis ne doit pas dépasser 10 kg.

(Édition modifiée, Rev. N 1).

4.7. Les lingots de germanium monocristallin doivent être stockés dans les emballages du fabricant, dans des entrepôts fermés.

5. GARANTIE DU FABRICANT

5.1. Le fabricant garantit la conformité des lingots de germanium monocristallin aux exigences de la présente norme, sous réserve des conditions de leur stockage.

5.2. Le délai de remplacement du matériel est fixé à 1 an à compter de la date d'expédition du produit.

(Édition modifiée, Rev. N 2).

ANNEXE 1 (obligatoire). DÉTERMINATION DU TYPE DE CONDUCTIVITÉ ÉLECTRIQUE

ANNEXE 1
Obligatoire

Le type de conductivité électrique est déterminé par la génératrice et la surface d'extrémité d'un lingot monocristallin par la méthode d'une sonde thermique (force électromotrice thermique) ou par la méthode de rectification ponctuelle.

La méthode de la sonde de température à cœur (froide ou chaude) est recommandée pour et - type de germanium dont la résistivité électrique à température ambiante est inférieure à 40 Ohm·cm.

Le type de conductivité électrique du germanium avec une résistivité électrique supérieure à 40 Ohm·cm est déterminé par la méthode de la sonde thermique froide.

La méthode de rectification ponctuelle est recommandée pour les échantillons - et -type germanium avec résistivité électrique supérieure à 1 ohm cm.

La principale méthode de détermination du type de conductivité électrique est la méthode de détermination du signe du coefficient de Hall (voir annexe 6).

Par rapport à la méthode principale, celles recommandées ont une plus grande localité et peuvent être utilisées pour identifier des zones avec différents types de conductivité électrique dans un seul lingot monocristallin. Pour les matériaux à conductivité électrique proche de l'intrinsèque, il est recommandé d'utiliser la méthode principale pour déterminer le type de conductivité électrique par le signe du coefficient de Hall.

1. Détermination du type de conductivité électrique par la méthode de la sonde thermique

1.1. Essence de méthode

La méthode consiste à déterminer la polarité de la thermoEMF qui se produit entre les régions chauffées et plus froides du semi-conducteur à l'aide d'un indicateur de zéro sensible.

1 - sonde; 2 - échantillon ; 3 - indicateur nul ; 4 - plaque métallique

Merde.1

Le gradient de température est créé par le chauffage local (refroidissement) d'un lingot monocristallin à la suite de la pression d'une sonde chauffée (refroidie).

1.2. Équipement

Schéma de principe pour déterminer le type de conductivité électrique par la méthode à chaud ( ) et une sonde thermique froide ( b ) est représentée sur la Fig.1.

Une sonde faite de n'importe quel matériau conducteur ; il est recommandé d'utiliser des matériaux qui ne sont pas sujets à la corrosion lorsqu'ils sont chauffés ou lorsqu'ils fonctionnent dans un environnement humide (par exemple, le nickel). Le deuxième contact est une plaque métallique en cuivre, plomb ou aluminium.

L'indicateur est un galvanomètre avec une sensibilité d'au moins 4 10 A / cas, par exemple, type M-195/2 ou M-195/3. Il est permis d'utiliser d'autres dispositifs indicateurs avec une sensibilité non inférieure à celle spécifiée.

Le réfrigérant est de l'azote liquide selon GOST 9293 ou du dioxyde de carbone technique solide selon GOST 12162 .

La sonde est chauffée par n'importe quel appareil de chauffage; la température de la sonde chaude est contrôlée par la fusion de l'alliage de Wood (point de fusion 60,5 °C).

(Édition modifiée, Rev. N 2).

1.3. Préparation pour la mesure

Si des traces d'oxydation ou de ternissure sont visibles à la surface d'un lingot monocristallin, un film d'oxyde est retiré de la surface d'un lingot monocristallin (par gravure, meulage , etc. ) ; les lingots monocristallins sont lavés dans de l'eau déminéralisée et séchés avec du papier filtre. Il est permis de mesurer sur la surface obtenue à la suite d'une coupe avec un outil diamanté ou d'un traitement avec des matériaux abrasifs.

1.4. Prendre des mesures

1.4.1. En pressant la sonde chauffée (refroidie) contre la surface d'un lingot monocristallin inclus dans le circuit de mesure de la manière représentée sur la figure 1, l'aiguille indicatrice de zéro est déviée.

1.4.2. Le type de conductivité électrique est déterminé conformément aux désignations de la figure 1 lorsque la déviation de l'aiguille indicatrice de zéro est supérieure à 30 % de la pleine échelle de l'appareil. Pour répondre à cette exigence, il est permis d'augmenter l'écart de température entre la sonde et le lingot monocristallin.

2. Détermination du type de conductivité électrique par rectification ponctuelle

2.1. Essence de méthode

Les propriétés de redressement d'un contact métal-semi-conducteur sont déterminées par le type de porteurs de charge majoritaires dans le semi-conducteur. La méthode est basée sur une comparaison qualitative des résistances d'un contact ponctuel à différentes polarités de la tension appliquée. Le type de conductivité électrique est déterminé par la déviation de la flèche d'un indicateur de zéro sensible au courant ou par le type de caractéristique courant-tension obtenue sur l'écran de l'oscilloscope.

1 - point de contact (sonde); 2 - lingot monocristallin; 3 - contact ohmique ; 4 - autotransformateur;
5 - indicateur nul ; 6 - appuyez sur les plaques horizontales de l'oscilloscope ; 7 - sortie à la verticale
plaques d'oscilloscope; 8 - réglage de la résistance

Merde.2

2.2. Équipement

Schéma de principe pour déterminer le type de conductivité électrique par rectification ponctuelle à l'aide d'un indicateur de zéro ( ) et un oscilloscope ( b ) est illustré à la Fig.2.

-Type de

-Type de

Merde.3

En fonction de la résistivité électrique de l'échantillon et de la sensibilité de l'oscilloscope, la valeur de résistance ( ) peut être différent, mais doit fournir un balayage complet de l'oscilloscope le long de l'axe vertical.

Sonde en fil de tungstène ou en acier. Le deuxième contact est une plaque métallique en cuivre, plomb ou aluminium. Le contact ohmique est obtenu en appliquant un alliage de contact sur la surface de l'échantillon. Par exemple, à l'aide d'un crayon aluminium-gallium ou d'une pâte indium-gallium.

Dispositifs indicateurs - galvanomètres avec une sensibilité de 4 10 A/boîtier, par exemple, type M-196/2 ou M-195/3 ; oscilloscopes adaptés à l'observation des caractéristiques courant-tension, tels que C1-5, C1-19, C1-48 ou similaires.

2.3. Préparation pour la mesure

Si des traces d'oxydation ou de ternissure sont visibles à la surface d'un lingot monocristallin, un film d'oxyde est retiré de la surface d'un lingot monocristallin (par gravure, meulage , etc. ) ; les lingots monocristallins sont lavés dans de l'eau déminéralisée et séchés avec du papier filtre. Il est permis de mesurer sur la surface obtenue à la suite d'une coupe avec un outil diamanté ou d'un traitement avec des matériaux abrasifs.

2.4. Prendre des mesures

2.4.1. Lors des mesures, un lingot monocristallin est inclus dans le circuit de mesure de la manière illustrée à la figure 2.

2.4.2. En appuyant la sonde de mesure sur la surface d'un lingot monocristallin, l'aiguille indicatrice de zéro est déviée ou une caractéristique courant-tension de la forme illustrée à la figure 3 apparaît sur l'écran de l'oscilloscope, indiquant la présence d'un contact redresseur dans le circuit .

La déviation de l'aiguille indicatrice du zéro doit être supérieure à 30 % de la pleine échelle de l'appareil.

Le type de conductivité électrique est défini conformément aux dessins 2 et 3.

La méthode n'introduit pas de caractéristiques quantitatives. La flexion caractéristique des courbes (voir Fig. 3) ne doit pas être considérée d'un point de vue quantitatif.

2.4.3. Lors de l'utilisation de la méthode de rectification par contact ponctuel à l'aide d'un oscilloscope, vous ne pouvez pas déterminer le type de conductivité électrique à partir de l'image de la caractéristique de rectification si la caractéristique n'a pas de courbure ou est à double courbure.

Ces effets sont dus à la présence -transitions dans le matériau.

3. Exigences pour la qualification de l'opérateur

3.1. La qualification de l'opérateur doit répondre aux exigences du compteur de paramètres électriques des matériaux semi-conducteurs de troisième catégorie ou supérieure conformément aux catégories de qualification tarifaire en vigueur.

4. Exigences de sécurité

4.1. L'appareil et le fonctionnement technique de l'équipement de mesure électrique utilisé doivent être conformes aux exigences des "Règles de fonctionnement technique des installations électriques des consommateurs * et des règles de sécurité pour le fonctionnement des installations électriques des consommateurs *", approuvées par l'État Electronadzor.
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* Sur le territoire de la Fédération de Russie, les «Règles de fonctionnement technique des installations électriques grand public» sont en vigueur, approuvées par arrêté du ministère de l'Énergie de la Russie du 13 janvier 2003 N 6, ci-après dans le texte;
** Sur le territoire de la Fédération de Russie, les «règles intersectorielles pour la protection du travail (règles de sécurité) pour l'exploitation des installations électriques» (POT R M-016-2001, RD 153-34.0-03.150-00) sont en vigueur, ci-après dans le texte. — Note du fabricant de la base de données.

Selon les termes de la sécurité électrique, les installations électriques utilisées pour mesurer le type de conductivité électrique se réfèrent aux installations électriques avec des tensions jusqu'à 1000 V.