单晶硅棒检验和试验规范.doc

编 号：硅棒检验和试验规范版 本：受控状态：批准审核编制日期日期日期1目的通过化学腐蚀及测试仪器对单晶硅棒进行检验和测量，确保产品质量符合规定的要求。2范围2.1适用于检验人员；2.2适用于对单晶硅棒产品的检验；3该规范的具体条款3.1硅单晶产品的质量标准项目标准生产工艺CZ晶向 100:3.0导电类型 P掺杂B少子寿命15s电阻率范围0.5-3cm、3-6cm电阻率均匀性6%氧含量1.01018At/cm3碳含量 51016At/cm3直径150mm端面平行度2mm端面弯曲度0.2mm位错密度3000/cm2单根棒长度150mm 500mm星形结构、孔洞、六角网络、裂纹、硬伤 无3.2使用的材料要求及检验设备和常用工具测试仪器a、单晶型号鉴别仪 STZ-8型b、四探针测试仪 SZT-2000 型1）使用的材料要求单晶硅棒 用直拉工艺拉制；去离子水 电阻率15M；化学试剂：硝酸（分析纯）、氢氟酸（分析纯）、三氧化铬（分析纯）、无水乙醇；辅助材料：口罩、无尘纸、毛巾、塑料袖套、耐酸手套、薄膜手套、棉纱手套；2）检验仪器和常用工具 a.氧碳含量分析仪 傅立叶变换红外光谱仪常用工具游标卡尺、钢尺、计算器、量角器、油笔等3.3检验程序单晶棒编号目测晶向少子寿命测试氧、碳含量测试直径测量腐蚀位错分段划线表面电阻率测试磨测量道导电型号测试开方滚圆切断1） 单晶棒编号 将工作房空调、除湿机打开，保持房内温度23C2C ，湿度65%； 接通仪器电源开关，四探针测试仪需要预热半小时，单晶型号鉴别仪需要预热15分钟； 单晶棒编号；检验员检查单晶车间交送的单晶棒及“作业流程单”，并按单上的单晶编号用油笔写在单晶棒上。 研磨处理用油石研磨单晶表面，磨出长宽约为1510mm的测量道，在每根单晶棒的头部、中部、尾部分别研磨出一条测量道；1） 目测晶向目测单晶表面有四条均匀分布的棱线，即为晶向的单晶棒，若有的三条均匀分布的棱线即为晶向的单晶棒，若有的二条棱线即为晶向的单晶棒；3）导电型号测试使用导电型号鉴别仪STZ-8进行测量操作步骤 首先将电源打开，预热仪器15分钟； 手持探头与成品的油石研磨面接触并轻用力按下，使探针与研磨面充分接触； 采用热探针法时将K2拨向T，用手按一下K3（T）开关，即手放开，经过2-3秒后，即显示“P”或者“N”； 采用整流法时，将K2拨向R，这是P、N灯会自动显示出正确的型号；2） 表面电阻率测试使用四探针电阻率测试仪SZT-2000进行测量操作步骤 首先将电源打开，预热仪器60分钟； 将拨盘拨至6.283，功能开关调至“I调节位置”按入电流开关按钮，调节I调节电位器使数字显示与拨盘一致； 用标准样块1校准好仪器并做好校准记录； 选择电流、电压量程，电流选择1mA，电压选择2mV或者20mV； 将探头与成品的油石研磨面接触并压下来，使探针与研磨面充分接触； 将功能开关调至测试，数字显示出成品的电阻率，在一次测量之后，再按一下极性开关，再测量一次，测量结果取两次测量的平均值；5）分段划线1、目的：每一根单晶棒划分清楚、规范，减少不必要的损失。2、试用范围2.1适用测试人员2.2 适用于对单晶棒的分段3. 常用工具 游标卡尺、卷尺、划线笔4、划分标准4.1单晶长度先切头尾4.2 所有直径大于153mm的晶体按153mm划分；直径大于152mm的按152mm划分；直径大于151按151mm划分；直径大于150mm按150mm划分;长度：150mm-500mm切头尾；500mm-800mm先切305；800mm-1000mm 的按中间切；1000mm-1300mm的按中间留500mm；5、注意事项：5.1单晶总长估计切后150mm以下作回炉处理不要切；5.2如果靠近直径大的尽量留长度大点的；5.3如果靠近直径大的尽量留长度大点的；5.4然后靠近直径大的尽量留长度大点的；6）位错检测位错检测通过腐蚀后观察来进行判断操作步骤： 铬酸腐蚀液（Sirtl腐蚀液）配比铬酸水=12（重量比） （标准溶液）氢氟酸（42%）标准溶液=11 （体积比）将切下的单晶棒尾部放入腐蚀液中，腐蚀5-10分钟，取出后立即用自来水冲洗干净、擦干；在白炽灯下观察，如有位错，则能清楚的看到发亮的位错排；如目测确定不了，断面切片抛光做位错； 抛光液配比 氢氟酸（42%）硝酸（1.4g/ml）=13 （体积比）；通常抛光2-4分钟，当冒出浓烟，再过半分钟后，从抛光液中取出薄片，迅速用水冲洗干净、擦干，表面出现镜面状。把抛光好的薄片放在Sirtl腐蚀液中腐蚀10-15分钟，取出用水冲洗干净；在白炽灯下能观察到位错排，在金相显微镜下观察四边形的位错坑；位错密度等于视场内的坑数，个/视场面积，cm2；7）氧碳含量测试使用傅立叶变换红外光谱仪进行测量步骤制取试样，试样经双面研磨，两表面无刀痕、划伤，试样厚度约为2mm；研磨后的试样经过机械或化学抛光，使两表面呈镜面； 根据仪器说明书调好光谱仪，用标准样块3校准仪器并做好校准记录；进入程序CEO并选定方法；采用空气参比法测定试样在1300-400cm-1 范围的差示透射谱