新员工岗位培训(综合) PPT课件

1 名词解释1 硅 gui 台湾称矽xi 是一种化学元素 它的化学符号是Si 旧称矽 原子序数14 相对原子质量28 09 有无定形和晶体两种同素异形体 同素异型体有无定形硅和结晶硅 属于元素周期表上IVA族的类金属元素 硅在自然界分布极广 地壳中约含27 6 晶体硅为纲灰色 无定形硅为黑色 密度2 4gcm3 熔点1420 c 沸点2355 c 晶体硅属于原子晶体 硬而有光泽 有半导体性质 在高温下能与氧气等多种元素化合 不溶于水 硝酸和盐酸 溶于氢氟酸和碱液 在常温下 化学性质非常稳定 除氟化氢以外 很难与其他物质发生反应 单晶硅是硅的单晶体 具有基本完整的点阵结构的晶体 是一种良好的半导 一 硅料介绍 2 材料 纯度要求达到99 9999 甚至达到99 9999999 以上 用于制造半导体器件 太阳能电池等 单晶硅可用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成 熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核 如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒 则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅 单晶硅具有准金属的物理性质 有教弱的导电体 在超纯单晶硅中掺入微量的IIIA族元素 如硼可提高其导电的程度 而形成P型硅半导体 如掺入微量的VA族元素 如磷或砷也可提高导电程度 形成N型硅半导体 单晶硅的制法通常是先制得对晶硅或无形硅 然后用直拉法或悬浮区溶法从溶体中生长出棒状单晶硅 多晶硅 多晶硅为灰色有金属光泽 密度2 32 2 34 熔点1410 C 沸点2355 C 溶于氢氟酸的混酸中 不溶于水 硝酸和盐酸 硬度介于锗和石英之间 室温下质脆 切割是易碎裂 加热至800 C以上既有延性 1300 C时显出明显变形 常温下不活泼 高温下与氧 氮 硫等反应 高温熔融状态下 具有较大的化学活泼性 能与几乎任何材料作用 具有半导体性质 是极为重要的优良半导体材料 但微量的杂质即可大大影响其导电性 多晶硅是单晶硅的一种形态 3 熔融的单质硅在过冷条件下凝固时 硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核 如这些晶核结成晶面取向不同的晶粒 则这些晶粒结合起来 就结晶成多晶硅 多晶硅可作拉制单晶的原料 多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面 例如 在力学性质 光学性质和热学性质的各向异性方面 远不如单晶硅明显 在电学性质方面 多晶硅体的导电性也远不如单晶硅显著 甚至于几乎没有导电性 在化学活性方面 两者的差异极小 多晶硅和单晶硅可从外观上加以区别 但真正的鉴别须通过分析测定晶体的晶方向 导电类型和电阻率等 2 半导体阻态 半导体分为高阻态 低阻态 在电阻非常高的状态通常看作电阻无限大 这种状态称为高阻态 相反我们称之为低阻态 它的电阻接近零 通过检测 呈现高阻态的半导体材料 我们称为高阻材料 简称高阻 同一半导体材料 部分呈现高阻态 部分呈现低阻态 重掺 我们称之为半高半低 3 重掺 在半导体中 加入导电元素后的材料 以加入的比例不同分为轻掺杂 中掺杂和重掺杂 4 4 半导体的极性 导电类型 在半导体硅晶体中掺入三价元素杂质可构成缺壳粒的P型半导体 掺入五价元素杂质可构成多余壳粒的N型半导体 两种半导体接触在一起的点或面构成PN结 这种半导体我们成为P N混合型半导体材料 半导体极性分为 P型 N型 P N混合型 P型半导体中空穴导电 空穴带正 Positive 电荷 N型半导体中电子导电 电子带负 Negatve 电荷 空穴是自由电子跑掉后留在原地的正电荷 空穴的移动其本质是自由电子的移动 只是一种等效的概念 实际是不存在的 5 电阻率 电阻率上用来表示各种物质的物理量 某种材料制成的长1米 横截面积是1平方米的导线的电阻 叫做这种材料的电阻率 国际单位制中 电阻率的单位是欧姆 米 常用单位是欧姆 厘米 cm 5 硅原料共分为八大类 单晶循环料 多晶循环料 埚底料 块状多晶硅 多晶铸锭循环料 混合料 呆滞物料 2 硅原料介绍 硅原料介绍 6 1 1单晶或多晶循环料介绍头尾料 在拉晶 切断及切方过程中 产生的不合格硅料 1 1 1头尾料分类头尾料原料中 通常含有杂质 如 小料 脏料 碎粉 垃圾等 除去上述硅料我们对头尾料进行如下分类 来源 自产料 掺杂掺硼 掺镓 阻态 高阻 重掺 局部重掺 生产来料 边皮料 头料 尾料 反切料 头尾片 样片 吊肩料等 极性 P型 N型 P N混合型 7 1 1 2单晶或多晶循环料分类来源介绍 边皮料 切方过程中去除晶棒表皮产生的废硅料 头料 切断过程中晶棒顶部产生的废硅料 头尾片 切片过程中产生的废硅料 尾料 切断过程中晶棒尾部产生的废硅料 反切料 切断过程中由于尾部样片不合格产生反切的硅料 吊肩料 拉晶过程中 因为吊杂质或提肩测电阻率而产生的硅料 样片 晶棒拉制完成后取样片进行性能测试后的废硅料 头尾片 单晶线切割切片时两边的余料 焖炉料 由于人 设备 原料等原因导致熔料后未能成晶的废硅料 碎粉 直径小于3mm的硅料 8 尾料 样片 头料 边皮料 反切料 单 多晶循环料图例 9 2 1埚底料介绍埚底料 在单晶硅棒 拉晶 生产过程中 在拉晶的内壁表面 单晶炉石英坩埚表面附着 残留的硅料 称为埚底料 可循环使用作为单晶生产原料 这种硅料多含有石英 石墨 石墨杂质 直径小于10mm的埚底料称为埚底小料或埚底料颗粒 来源 自产埚底料掺杂 掺硼 掺镓阻态 高阻 重掺 局部重掺极性 P型 N型 P N混合型 10 3 1多晶硅介绍3 1 1多晶硅料介绍三氯氢硅或四氯化硅用氢还原法制得的太阳能级硅多晶 形态一般分为块状多晶硅和棒状多晶硅 来源 一般贸易 进料加工 阻态 高阻极性 N型 P型 P N混合型3 1 2多晶硅料分类多晶硅 国外采购块状多晶硅 国内采购多晶硅颗粒 直径3mm颗粒状 11 4 1 铸锭多晶循环料分类生产工艺来料 多晶边体料 多晶底料 多晶顶料 多晶中料 多晶顶皮料等 来源 一般贸易 进料加工 外买半导体阻态 高阻 重掺 局部重掺 极性 P型 N型 P N混合型4 1 1 铸锭多晶循环料名词解释 多晶边体料 硅锭剖方切下的周边料再去除顶皮的剩余部分 多晶顶料 硅块顶部自上往下切5mm的硅料多晶中料 硅块去除顶皮 顶料 底料的中间部分 多晶底料 硅块的底部切除部分多晶顶皮料 硅块顶部去除2mm 边体顶部去除10mm 多晶碎料 因粘埚造成的硅锭缺落的碎料 多晶硅锭 多晶铸锭车间生产的半成品 多晶硅块 硅锭经剖方去除边体后的半成品 12 铸锭多晶循环料图例 顶皮料 顶料 中料 底料 13 5 1 1碎硅片介绍单晶或多晶硅片在生产过程中破损产生的碎片 碎硅片原料中通常含有杂质 如 带胶片 多层片 脏片 垃圾等 5 1 2碎硅片分类来源 单晶切片废料 多晶切片废料 IC级回收废硅片掺杂 掺硼 掺镓阻态 高阻 重掺极性 P型 N型 P N混合型5 1 3碎硅片名词解释 自产单晶碎硅片 单晶切片 清洗 成品检验等生产过程中产生的废片 自产多晶碎硅片 铸锭多晶切片 清洗 成品检验等生产过程中产生的废片 单晶样片 单晶棒头 尾取样检测性能完成后的测试样品 多晶样片 多晶棒头 尾取样检测性能完成后的测试样品 单晶头尾片 单晶硅棒切片时的余料 多晶头尾片 铸锭多晶硅锭切片时的余料 5 1碎硅片 14 5 1 4 IC级回收废硅片分类 原片高阻 高阻片 表面干净 两边同为灰色的碎硅片 或表面干净 两面同为光泽的碎硅片 或表面干净 一面为灰色一面为光泽的碎硅片 抛光片高阻 高阻片 表面干净 两面同时可做镜子的碎硅片 或表面干净 一面可做镜子 另一面光泽或呈灰色的碎硅片 工艺片高阻 高阻片的边缘重掺 抛光片的表面重掺 带条纹的碎硅片 带彩色格子的碎硅片 带颜色的碎硅片 脏片 含石墨 胶 锈 油渍等污物的碎硅片 多层片 两层或两层以上叠加在一起的碎硅片 薄片 厚度在250 m以下 分选表笔无法检测的碎硅片 小碎片 细小 3mm 5mm的碎硅片 碎粉 3mm以下的硅料 15 1 1极性仪测试仪 STZ 8型 1 1 1仪器介绍STZ 8型半导体号鉴别仪为了鉴别硅单晶材料的导电类型 P N 的测量仪器 是采用温差效应和整流效应两种方法相结合综合性的测量导电型号仪器 仪器采用高灵敏度放大电路和判别电路 将材料上的微弱信号放大 并用 P N 数码显示 仪器采用手持式三探针头 进行导电类型的测料 1 电源开关2 极性显示屏 P型3 极性显示屏 N型4 低阻报警灯5 信号输入插座6 清零开关7 R T档转换开关 R档为整理效应 T档为温差效应 8 三探针测试探头 检测仪器介绍 16 1 1 2使用规范仪器使用前需检测仪器是否完好 R T档旋钮位置为R档 用三探针接触信号输入插座底部 对样片进行N P型测试 能检出样片的N P型 测量方法判别灯为红色 发出警报声则仪器完好 可以正常使用 否则 不能正常使用 使用时注意事项 1 三探针探头可以同时检测硅料的P N型并分别硅料的高阻和重掺 两探针探头只能检测硅料的高阻和重掺 仪器检测到重掺材料时 测量方法判别灯显示为红色 同时发出警报声 高阻材料测量方法判别灯显示为绿色 无报警声 2 测量硅片断面时 探针应与硅片断面完全接触 并与硅片断面呈45度 同时稍用力压下探头 3 测量硅片表面时 探针应与硅片表面完全接触 并与硅片表面垂直呈90度 同时稍用力压下探头 17 4 探头出现一下两种情况 应及时更换 探头严重磨损 探针没有弹性或者探针长短不一 5 测量时 当P N型显示屏跳动 分辨不清楚时 按下清零按钮 清楚仪器显示的结果 再次测量时稳定的显示结果即为所测量的极性 2 1电阻率测试仪 BD 86A型 2 1 1一起介绍BD 86A型半导体电阻率测试仪 是用四探针测量原理研制成功的新型半导体电阻率测试仪器 多用于测量半导体材料 片状 块状 棒状 的体电阻率 方块电阻 薄层电阻 薄片 18 1 数字 小数点单位显示屏2 电流量程开关3 电压量程开关4 工作方式开关5 测量选择开关6 信号输入开关7 调零调节电位器8 电流调节电位器9 电流开关10 电压开关11 电源开关12 四探针探头 BD 86四探针电阻率测试仪 19 2 1 2使用规范1 测试准备a 电源开关置于开启位置 测量选择开关置于 短路 数字显示灯亮 仪器通电预热半小时 b 测试样品应进行喷砂和清洁处理 例如 硅片磨去表面 露出硅片本底 2 电阻率测试a 初次使用时 仪器的调节 用样片调试一起精度测试探头插入仪器输入位置 放好样片压下探头 测量选择开关置于 测量 位置 极性开关置于开关上方 参见下表 调节电压和电流量程进行电阻率测量 这时显示屏数字基本为 0000 如果末尾有数字 可以旋动调零点位使之显示为 0 然后 将工作方式开关置于 I调节 按入电源开关 旋动电流调节按钮 使数字显示为 1000 该值为个电流量程的满量程值 再将极性开关拨下另一方 使数字显示为1000 1字 退出电源开关 将工作方式开关置于1或6 28位置 按探头距离1 59mm时位于1位 探头距离1mm时位于6 28位 调节电流后 以后 20 测试不必重复以上步骤 按下电源开关 测量时屏幕显示的数值就为该样片的电阻率 如果数字显示灯熄灭 仅剩下 1 表示测量数值超过该量程电压值 将电压量程拨到更高档 读数后 再将极性开关拨至另一方 读出负极性的测量值 两侧测量值的平均数即位该样片在该出的电阻率 电压调节推荐参考表 21 B 硅料电阻率测试仪器精度调节完毕后 用四探针头接触被测物料的本底部分进行测量 待显示屏数字稳定后 读出稳定数字即为该硅料测量处的电阻率 测量时注意选择多点进行测量 一般选择3个点以上 公司常用硅料测量调节参照表 22 C 薄片电阻率测试1 先用打磨仪器磨去薄片表面物质 露出薄片本底 2 再测量薄片 碎硅片 的厚度 参见 薄片电阻率四探针测量厚度修正系表 查处厚度的修正值 例如 硅片厚度为0 23mm查表得0 1653 将一起功能开关调节到 I调节 位置 旋动 电流调节 电位器 先将电流开关按入 室数字显示