團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

《鈮酸鋰晶圓內(nèi)部脈理?xiàng)l紋觀測及分級(jí)方法》

（征求意見稿）

編制說明

標(biāo)準(zhǔn)編制組

2024年8月

一、工作簡況

（一）任務(wù)來源

根據(jù)2024年6月20日廣東省粵港澳大灣區(qū)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì)發(fā)布

的《關(guān)于<鈮酸鋰晶圓內(nèi)部脈理?xiàng)l紋觀測及分級(jí)方法>團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)通知》，由江

西勻晶光電技術(shù)有限公司牽頭申報(bào)的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《鈮酸鋰晶圓內(nèi)部脈理?xiàng)l紋觀測及

分級(jí)方法》獲批立項(xiàng)。

（二）立項(xiàng)目的和意義

2024年全球調(diào)制器芯片及器件市場規(guī)模將達(dá)226億美元，光通信快速滲透，

疊加光纖陀螺、超快激光器等非通信市場的需求后，長期全球薄膜鈮酸鋰調(diào)制器

市場規(guī)模有望超百億。鈮酸鋰晶圓主要用于聲學(xué)領(lǐng)域的聲表面波器件(SAW)和光

學(xué)領(lǐng)域的鈮酸鋰調(diào)制器芯片及器件。SAW器件可以使用聲學(xué)級(jí)鈮酸鋰來降低成

本，但光學(xué)器件必須使用品質(zhì)更高的光學(xué)級(jí)鈮酸鋰晶圓片。目前對鈮酸鋰分級(jí)成

光學(xué)級(jí)和聲學(xué)級(jí)有多個(gè)指標(biāo)來表征，但大多數(shù)指標(biāo)和檢測方法適應(yīng)于大塊單晶棒，

針對較薄的晶圓并不合適。例如，使用干涉儀測量光學(xué)均勻性時(shí)，加工面型和晶

圓自然形變對測試結(jié)果影響較大。此外，還有一些方法可能需要與材料直接接觸，

或者在測量過程中對材料造成破壞。例如，通過棱鏡耦合技術(shù)來測定表面的折射

率。

鈮酸鋰單晶內(nèi)部生長條紋的多少是區(qū)別聲學(xué)級(jí)和光學(xué)級(jí)的重要依據(jù)。內(nèi)部生

長紋會(huì)導(dǎo)致折射率不均勻和波前畸變，研究表明單晶生長紋會(huì)顯著降低器件性能。

因此，非接觸、無損傷檢測超薄的鈮酸鋰晶圓內(nèi)部生長紋，快速直觀地區(qū)分聲學(xué)

級(jí)和光學(xué)級(jí)，編寫完備的光學(xué)級(jí)鈮酸鋰單晶片的交付和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，有助于國內(nèi)鈮

酸鋰產(chǎn)業(yè)鏈良性發(fā)展，更加快速的參與國際市場競爭，在鈮酸鋰領(lǐng)域具備卡位優(yōu)

勢。

（三）起草單位

1

本標(biāo)準(zhǔn)由江西勻晶光電技術(shù)有限公司牽頭編制。

（四）主要工作過程

1.標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研階段

2024年6月3日，江西勻晶光電技術(shù)有限公司（以下簡稱：勻晶光電）召開

標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)討論會(huì)。會(huì)議決定以勻晶積累多年的鈮酸鋰晶圓研發(fā)和生產(chǎn)制造經(jīng)驗(yàn)為

基礎(chǔ)，檢索對比鈮酸鋰晶圓內(nèi)部脈理?xiàng)l紋觀測及分級(jí)方法相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，組建標(biāo)準(zhǔn)編

制組，開始進(jìn)行預(yù)研工作。

2.標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)階段

經(jīng)過前期的討論和資料檢索，基本確定擬立項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的編制目的、意義、框架

和主要內(nèi)容等。

2024年6月17日，勻晶光電向廣東省粵港澳大灣區(qū)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展促

進(jìn)會(huì)提交了《團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制修訂立項(xiàng)申請書》。2024年6月20日，廣東省粵港澳大

灣區(qū)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì)發(fā)布《關(guān)于<鈮酸鋰晶圓內(nèi)部脈理?xiàng)l紋觀測及分

級(jí)方法>團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)通知》，正式批準(zhǔn)《鈮酸鋰晶圓內(nèi)部脈理?xiàng)l紋觀測及分級(jí)方

法》立項(xiàng)。

3.調(diào)研和初稿階段

標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)后，編制組進(jìn)行了新一輪的標(biāo)準(zhǔn)查新，并根據(jù)立項(xiàng)任務(wù)書的計(jì)劃，

著手起草初稿，2024年8月1日，形成《鈮酸鋰晶圓內(nèi)部脈理?xiàng)l紋觀測及分級(jí)方

法》（征求意見稿）和編制說明。

二、標(biāo)準(zhǔn)化對象簡要情況及制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則

（一）標(biāo)準(zhǔn)化對象簡要情況

采用紋影法對鈮酸鋰晶圓內(nèi)部脈理?xiàng)l紋進(jìn)行觀測及分級(jí)。其基本原理是利用

光在被測流場中折射率梯度正比于流場氣流密度的原理，將流場中密度梯度的變

化轉(zhuǎn)變?yōu)橛涗浧矫嫔舷鄬鈴?qiáng)的變化，從而使可壓縮流場內(nèi)的激波和壓縮波等密

2

度變化顯著區(qū)域形成可觀測和可區(qū)分的圖像，并將其記錄。

（二）制定原則

1.適用性原則。制定本標(biāo)準(zhǔn)的出發(fā)點(diǎn)是統(tǒng)一鈮酸鋰晶圓內(nèi)部脈理?xiàng)l紋觀測及

分級(jí)方法，制定標(biāo)準(zhǔn)過程中，力求確保標(biāo)準(zhǔn)的合理性與適用性。

2.一致性原則。標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合現(xiàn)行法律法規(guī)、政策、規(guī)范性文件的規(guī)定，并與

現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。

3.規(guī)范性原則。標(biāo)準(zhǔn)在結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則上符合GB/T1.1《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第

1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》，保證編寫結(jié)構(gòu)合理，起草規(guī)范。

三、主要技術(shù)內(nèi)容

（一）標(biāo)準(zhǔn)名稱和適用范圍

本標(biāo)準(zhǔn)名稱為“鈮酸鋰晶圓內(nèi)部脈理?xiàng)l紋觀測及分級(jí)方法”，描述了采用紋

影法對鈮酸鋰晶圓內(nèi)部脈理?xiàng)l紋進(jìn)行觀測及分級(jí)的方法，適用于鈮酸鋰晶圓內(nèi)部

脈理?xiàng)l紋的觀測及分級(jí)。

（二）儀器設(shè)備

觀測所需的儀器設(shè)備見表1。

表1觀測所需的儀器設(shè)備及參數(shù)指標(biāo)

序號(hào)儀器設(shè)備參數(shù)指標(biāo)

1鹵素?zé)纛~定電壓為12V；額定功率為5W

2相機(jī)像素為500萬

3透鏡—

4反射鏡—

5半透反射鏡—

（三）觀測條件

1.環(huán)境條件

觀測應(yīng)處于無振動(dòng)、無空氣流動(dòng)的環(huán)境中進(jìn)行，并符合以下規(guī)定：

3

a)溫度：22℃～28℃；

b)相對濕度：45%～70%。

2.攝影條件

在觀測前應(yīng)通過自動(dòng)聚焦或手動(dòng)聚焦將相機(jī)調(diào)整到聚焦?fàn)顟B(tài)。

（四）觀測方法

1.樣品制備

被測鈮酸鋰晶圓的制備應(yīng)符合以下規(guī)定：

a)雙面的粗糙度應(yīng)小于5nm；

b)表面應(yīng)潔凈無沾污。

2.觀測步驟

觀測光路示意圖見圖1。

標(biāo)引序號(hào)說明：

1——光源；

2、3、5——透鏡；

4——反射鏡；

6——相機(jī)；

7——樣品臺(tái)及待測樣品；

4

8——半透半反鏡。

圖1觀測光路示意圖

觀測應(yīng)按照以下的步驟進(jìn)行：開啟系統(tǒng)電源，預(yù)熱10min后，打開攝像機(jī)和

與之連接的電腦軟件界面；將鈮酸鋰晶圓拋光面正對著透鏡3的出射光，并放置

于樣品臺(tái)上；調(diào)節(jié)樣品臺(tái)的定位系統(tǒng)，讓晶圓上、下、前、后移動(dòng)；在軟件界面

的圖像上觀察，應(yīng)看到圖像顯示出平行走向的紋路，紋路隨晶圓移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)而動(dòng)。

鈮酸鋰晶圓內(nèi)部脈理?xiàng)l紋示樣見圖2和圖3。

圖2鈮酸鋰晶圓內(nèi)部脈理?xiàng)l紋示樣一

圖3鈮酸鋰晶圓內(nèi)部脈理?xiàng)l紋示樣二

（五）晶圓分級(jí)

開啟軟件界面網(wǎng)格（10mm×10mm）,覆蓋整個(gè)鈮酸鋰晶圓圖像，并按式

（1）計(jì)算紋路占有比例。

B

X100%（1）

A

式中：

5

X——紋路占有比例；

B——有紋路占有的網(wǎng)格數(shù)；

A——鈮酸鋰晶圓上的完整網(wǎng)格數(shù)。

根據(jù)紋路占有比例對鈮酸鋰晶圓進(jìn)行分級(jí)。不同紋路占有比例對應(yīng)的單晶

品質(zhì)等級(jí)見表2。

表2不同紋路占有比例的單晶等級(jí)

紋路占有比例X單晶等級(jí)

X≤5%激光開關(guān)級(jí)

5%<X≤20%光波導(dǎo)級(jí)

20%<X≤40%隔離器級(jí)

X＞40%聲學(xué)級(jí)

四、采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的程度及理由，以及與國際、國外同

類標(biāo)準(zhǔn)水平對比情況，或與測試的國外樣品的有關(guān)數(shù)據(jù)對比情況

無。

五、與現(xiàn)行法律、法規(guī)、強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)配套情況

標(biāo)準(zhǔn)符合《中華人民共和國標(biāo)準(zhǔn)化法》、《中華人民共和國標(biāo)準(zhǔn)化法實(shí)施條例》

等現(xiàn)行法律、法規(guī)的規(guī)定。

標(biāo)準(zhǔn)與YS/T554-2007《鈮酸鋰單晶》相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。

六、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)

無。

七、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求及建議

本標(biāo)準(zhǔn)是以勻晶光電積累多年的鈮酸鋰晶圓研發(fā)和生產(chǎn)制造經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，結(jié)