氮化鎵，是氮和鎵的化合物，是一種直接能隙的半導體，自1990年起常用在發光二極管中。此化合物結構類似纖鋅礦，硬度很高。氮化鎵的能隙很寬，為3.4電子伏特，可以用在高功率、高速的光電元件中，例如氮化鎵可以用在紫光的激光二極管，可以在不使用非線性半導體泵浦固體激光器的條件下，產生紫光（405nm）激光。GaN材料系列具有低的熱產生率和高的擊穿電場，是研制高溫大功率電子器件和高頻微波器件的重要材料。
無規矩不成方圓，只有有了規矩，有了標準，這個世界才變得穩定有序！標準是科學、技術和實踐經驗的總結。為在一定的范圍內獲得最佳秩序，對實際的或潛在的問題制定共同的和重復使用的規則的活動，即制定、發布及實施標準的過程，稱為標準化。
而從今日開始，《氮化鎵材料中鎂含量的測定 二次離子質譜法》（標準號：GB/T 39144—2020）正式實施。
這一標準由全國半導體設備和材料標準化技術委員會（SAC/TC203）與全國半導體設備和材料標準化技術委員會材料分技術委員會（SAC/TC203/SC2）共同提出并歸口，并于2020年10月11日發布。本標準起草單位包括國電子科技集團公司第四十六研究所、北京聚睿眾邦科技有限公司、東莞市中鎵半導體科技有限公司、有色金屬技術經濟研究院和廈門市科力電子有限公司，主要起草人為馬農農、何友琴、陳瀟、劉立娜、何?坤、楊素心、閆方亮、楊麗霞、顏建鋒、倪青青。
這項標準規定了氮化鎵材料中鎂含量的二次離子質譜測試方法，適用于氮化鎵材料中鎂含量的定量分析，測定范圍為不小于5×1014cm-3。其主要原理為在高真空（真空度優于10-6Pa）條件下，氧離子源產生的一次離子，經過加速、純化、聚焦后，轟擊氮化鎵樣品表面，濺射出多種粒子。將其中的離子（即二次離子）引出，通過質譜儀將不同質荷比的離子分 開，記錄并計算樣品中鎂與鎵的離子計數率之比，利用相對靈敏度因子定量分析并計算出氮化鎵材料中的鎂含量。
氮化鎵（GaN）材料中的鎂（Mg）濃度的精確測定至關重要
GaN材料是研制微電子器件、光電子器件的新型半導體材料，在其單晶材料的研制 過程中，摻雜劑Mg的含量對生長p型GaN有重要影響，所以對Mg濃度的精確測定至關重要。
在實際集成電路制造中所需要的絕大多數半導 體材料中都會摻入一定數量的某種原子 ( 雜質) ， 以便控制導電類型和導電能力。在高空穴載流子濃度 p 型 GaN 生長過程中，通常會摻入Mg元素。Mg 的摻雜量對高空穴載流子濃度p型GaN特性起決定作用，當Mg的摻雜量較小時，GaN∶Mg單晶膜呈現n型導電，得不到p型層; 當Mg的摻雜量過大時，會形成與Mg有關的深施主，由于深施主的 補償作用，得不到高空穴濃度的p型GaN。所以在GaN單晶的研制過程中，需要對摻雜劑Mg元素進行跟蹤測試。
對于GaN中Mg元素的測試，此前并無官方發布的標準測試方法。由于GaN化學穩定性好，在室溫下不溶于水、酸和堿，在熱的堿溶液中以非常緩慢的速度溶解，而且有些GaN晶體是生長在其他襯底上的，所以不宜采用化學溶樣法測試GaN晶體中雜質的含量。而在半導體材料中，雜質足以影響材料的性能，所以需要尋求一種能直接采用固體樣品進樣而且檢測限足夠低的測試方法。目前能滿足這兩個條件的只有二次離子質譜（SIMS）法和輝光放電質譜（GDMS）法，而GDMS法存在一定的弊端：GDMS法的扇形磁場檢測器按原子質量順序檢測的特性使其在快速分析時受到限制，每個樣品檢測時間較長；雖然GDMS能在沒有標樣的情況下直接使用相對靈敏度因子進行定量，而不同儀器的元素相對靈敏度因子值是不 一樣的，使檢測結果不準確，所以要準確定量測定被測元素的含量，必須要有與樣品一致的標準樣品，以獲得該類樣品被測元素的相對靈敏度因子值，從而準確測定樣品的雜質含量，但標準樣品很難獲得。SIMS法是一種分析固體材料表面組分和雜質的方法。它采用一次離子束轟擊樣品，分析濺射產生的正負二次離子，可以對樣品進行質譜分析、深度剖析或二次離子成像分析。SIMS 不僅具有較寬的動態檢測范圍，而且具有很高的元素檢測靈敏度以及在表面和縱深兩個方向上的高空間分辨能力。最重要的是，SIMS法是一種非常直接的分析手段，可以直接測量摻雜元素的含量，基本上不受晶體摻雜情況的影響，因此成為現代微電子學中半導體材料質量控制不可缺少的分析工具。
中電科領銜起草相關標準
針對國家標準在氮化鎵材料中鎂含量測定方面的空白，根據《國家標準委關于下達2017年第四批國家標準制修訂計劃的通知》(國標委綜合[2017]128號)的要求，由中國電子科技集團公司第四十六研究所負責制定了《氮化鎵材料中鎂含量的測定二次離子質譜法》，計劃編號為20173544T469，要求完成時間2019年。
據了解，當時中國電子科技集團公司第四十六研究所擁有兩臺二次離子質譜儀，是國內唯一家能夠提供全面的二次離子質譜測試技術的單位,有豐富的操作、試驗經驗，可以為《氮化鎵材料中鎂含量的測定二次離子質譜法》標準的制定提供充分的驗證報告。公司擁有批高素質的專業人才,曾制(修)訂定二次離子質譜相關的標準10余項,有豐富的制(修)訂標準的經驗。
2017年12月，本標準起草單位(中國電子科技集團公司第四十六研究所)組建了本標準起草工作組：起草工作組討論并形成了制定本標準的工作計劃及任務分工。2018年3月，起草工作組完成標準《氮化鎵材料中鎂含量的測定二次離子質譜法》的討論稿2018年4月24日，全國半導體設備和材料標準化技術委員會材料分技術委員會在北京主持召開了《氮化鎵材料中鎂含量的測定二次離子質譜法》的第一次工作會（討論會），提出了“前言中刪除‘本標準為首次制定’等共9條修改意見”，形成了本標準的征求意見稿。
2018年11月由全國半導體材料標準化分技術委員會組織，在福建省福州市召開《氮化鎵材料中鎂含量的測定二次離子質譜法》標準第二次工作會議（預審會）與會專家對標準資料從標準技術內容和文本質量等方面進行了充分的討論。提出了擾因素5.1-5.7中表述應統一，描述形式應進行修改，如:5.1改為鎂離子可能影響鎂濃度的測試”等4條修改意見，形成了送審稿。
2020年10月11日，《氮化鎵材料中鎂含量的測定二次離子質譜法》標準正式發布，并于今日實施生效。
