硅单晶电阻率的测试
硅检检验标准培训
②根据<送检单>，查看已检数量和来料总数，确认待检数量。
38
2. 5S及工具交接 ①5S方面（ATM机器、地面、垃圾箱、桌面）是否干净整洁，各类物品 是否按规定区域有序摆放。 ②工具方面（推车、游标卡尺、外径千分尺、封箱器、计算器、塞尺、 同心度模板、花岗岩平台、面粗糙度计及其标准片、四探针测试 仪及其标准片，ATM机器校准片）是否完好无损，并且按规定区域 有序摆放。
2-2导电类型
导电类型：P型和N型； 目前我们执行的是P型工艺，N型为不合格； 测量仪器ATM机器。
10
2-3电阻率
电阻率： 用来表示各种物质电阻特性的物理量。电阻率 ρ 单位 为欧姆·厘米 （ohm*cm ）
（单晶 ） 合格：0.5-3 让步：3-6 不合格：＞6或＜0.5 （多晶 ） 合格：0.5-3 无让步 不合格：＞3或＜0.5 测量仪器：四探针测试仪或ATM自动分选机 注：测试硅片中心点。
A.少子寿命 B.导电类型 C.电阻率
3
1-1边长
边长（规格）：125S 156S 156E
合格范围：±0.5mm 例:125合格范围124.50-125.50 让步范围：±0.6mm 例:125让步范围124.40-124.49或125.51-125.60 不合格范围：＜-0.6或＞0.6mm 例:125不合格范围＜124.40或＞125.60
孪晶 不合格
未加工好 不合格
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3-7其它不良
裂纹 不合格
针孔 不合格
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硅片检验要求
1.只接受掺硼片，不接受掺镓片及氧施主片。 2.等外片、让步接收片中不允许有多种缺陷让步，否则作为不合格。 3.正品片试检合格率单晶＜95%、多晶＜98%，作为批退处理；合格率 单晶≥95%、多晶≥98%，进行试投。 4.等外品片试检合格率＜85%（包括单晶、多晶），作为批退处理；合 格率≥85%，进行试投。 5.硅片试检抽样 来料数量 抽检数量 ≤50000pcs 3000pcs 50001-100000pcs 6000-7000pcs ＞100000pcs 10000-12000pcs
半导体材料测量(精)
半导体材料测量 (measurement for semiconductor material)用物理和化学分析法检测半导体材料的性能和评价其质量的方法。
它对探索新材料、新器件和改进工艺控制质量起重要作用。
在半导体半barl材料制备过程中，不仅需要测量半导体单晶中含有的微量杂质和缺陷以及表征其物理性能的特征参数，而且由于制备半导体薄层和多层结构的外延材料，使测量的内容和方法扩大到薄膜、表面和界面分析。
半导体材料检测技术的进展大大促进了半导体科学技术的发展。
半导体材料测量包括杂质检测、晶体缺陷观测、电学参数测试以及光学测试等方法。
杂质检测半导体晶体中含有的有害杂质，不仅使晶体的完整性受到破坏，而且也会严重影响半导体晶体的电学和光学性质。
另一方面，有意掺入的某种杂质将会改变并改善半导体材料的性能，以满足器件制造的需要。
因此检测半导体晶体中含有的微量杂质十分重要。
一般采用发射光谱和质谱法，但对于薄层和多层结构的外延材料，必须采用适合于薄层微区分析的特殊方法进行检测，这些方法有电子探针、离子探针和俄歇电子能谱。
半导体晶体中杂质控制情况见表1。
表1半导体晶体中杂质检测法晶体缺陷观测半导体的晶体结构往往具有各向异性的物理化学性质，因此，必须根据器件制造的要求，生长具有一定晶向的单晶体，而且要经过切片、研磨、抛光等加工工艺获得规定晶向的平整而洁净的抛光片作为外延材料或离子注入的衬底材料。
另一方面，晶体生长或晶片加工中也会产生缺陷或损伤层，它会延伸到外延层中直接影响器件的性能，为此必须对晶体的结构及其完整性作岀正确的评价。
半导体晶体结构和缺陷的主要测量方法见表 2。
表2半导体晶体结构和缺陷的主要测量方法电学参数测试半导体材料的电学参数与半导体器件的关系最密切，因此测量与半导体导电性有关的特征参数成为半导体测量技术中最基本的内容。
电学参数测量包括导电类型、电阻率、载流子浓度、 迁移率、补偿度、少子寿命及其均匀性的测量等。
n型料分类标准及电阻率标准
n型料分类标准及电阻率标准一、N型料分类标准N型料主要分为以下几类：1.多晶硅N型料：多晶硅N型料通常采用多晶硅铸锭或定向凝固方法生产，具有较高的导电性能和机械强度，适用于制作高效光伏电池。
根据杂质含量的不同，多晶硅N型料可分为普通级和电子级。
2.单晶硅N型料：单晶硅N型料采用单晶生长炉生产，具有较低的杂质含量和均匀的晶体结构，适用于制作高效、高可靠性半导体器件。
根据电阻率的不同，单晶硅N型料可分为低阻、中阻和高阻。
3.薄膜N型料：薄膜N型料采用化学气相沉积、磁控溅射等方法生产，具有较低的制造成本和较高的柔性，适用于制作大面积、低成本光伏器件。
根据材料结构和组成的不同，薄膜N型料可分为金属基底薄膜、化合物薄膜和硅基底薄膜。
二、电阻率标准电阻率是衡量材料导电性能的重要指标，对于N型料而言，电阻率的高低直接影响到其导电性能的优劣。
因此，制定合理的电阻率标准对于N型料的分类和质量控制具有重要意义。
根据杂质含量和晶体结构的不同，N型料的电阻率标准可分为以下几类：1.低阻N型料：电阻率在10-4～10-2Ω·cm之间，适用于制作低成本、大电流功率器件。
2.中阻N型料：电阻率在10-2～10-1Ω·cm之间，适用于制作高效、高可靠性半导体器件。
3.高阻N型料：电阻率在10-1～102Ω·cm之间，适用于制作高耐压、低漏电流功率器件。
4.超高阻N型料：电阻率大于102Ω·cm，适用于制作高耐压、低噪声电子器件。
需要注意的是，不同生产工艺和材料组成的N型料电阻率可能存在较大差异，因此在实际应用中需结合具体情况进行分类和选用。
同时，电阻率测试方法的不同也可能导致测试结果存在误差，因此需采用可靠的测试方法和设备进行检测。
国家标准《掺硼、掺磷、掺砷硅单晶电阻率与掺杂剂浓度换算规程》编制说明
《掺硼、掺磷、掺砷硅单晶电阻率与掺杂剂浓度的换算规程》编制说明一工作简况：1.标准简况：本标准是对GB/T13389-1992《掺硼、掺磷、硅单晶电阻率与掺杂剂浓度的换算规程》的修订。
2.任务来源：根据全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分技术委员会半材标委字[]号文件,关于下达第批半导体材料国家标准(修)制订计划的通知,由有研半导体材料股份有限公司为主，四川新光硅业科技有限责任公司、中国计量科学研究院、万向硅峰电子股份有限公司、杭州海纳半导体有限公司、浙江金瑞泓科技股份有限公司等共同参加完成项目编号为20110432-T-469的国家标准《掺硼、掺磷、掺砷硅单晶电阻率与掺杂剂浓度的换算规程》简称（电阻率换算规程）的修定工作。
3.主要工作过程：3.1了解硅单晶的掺杂剂使用情况。
原国家标准修订于1992年，20年来随着重掺杂工艺的发展，越来越多的重掺单晶进入市场。
除了硼、磷之外，掺砷、掺梯甚至掺红磷的单晶工艺已经成熟。
3.2对 SEMI MF723的内容充分进行理解。
3.3编制《掺硼、掺磷、掺砷硅单晶电阻率与掺杂剂浓度的换算规程》的国家标准修订标准征求意见稿，广泛征求意见。
3.4并于2012年5月苏州会议上、2012年9月新疆会议上分别进行讨论和预审。
4. 本标准的主要起草人：孙燕高级工程师梁洪高级工程师高英高级工程师楼春兰高级工程师王飞尧高级工程师张静工程师曹孜高级工程师鲁进军工程师何良恩工程师张海英工程师张群社高级工程师二本标准的编制依据及编制原则：1.本标准按照GB/T1.1-2009和GB/T20000.2-2009的要求进行编制。
2.本标准是在对SEMI MF723《掺硼、掺磷、掺砷硅单晶电阻率与掺杂剂浓度的换算规程》国际先进标准的充分理解、消化吸收和实践的基础上，对原有的国家标准进行修订。
本标准内容完全涵盖SEMI MF723，标准采用了国标的格式。
3.与原标准相比，本次修订主要有如下变化：3.1增加了砷掺杂剂对电阻率的换算关系；3.2增加了掺硼硅单晶的电阻率换算空穴浓度和掺磷硅单晶电阻率换算电子浓度的关系式；3.3.明确了磷掺杂剂的换算可用于锑掺杂剂；3.4将原标准附录中的干扰因素移至标准中并重新整理、和添加了若干条；3.5增加了各种掺杂剂的电阻率与掺杂剂浓度换算的公式试验依据及说明、相应的参考文献见附录；3.6修订了精密度。
硅单晶棒电阻率分布
硅单晶棒电阻率分布硅单晶棒是一种用于半导体器件制造的重要材料，其电阻率分布对器件性能和制造过程具有重要影响。
本文将探讨硅单晶棒电阻率分布的原因和影响因素。
1. 硅单晶棒的电阻率分布是由其晶格结构决定的。
硅单晶棒是由完整的硅原子晶格组成的，晶格结构的完整性直接影响了电子在晶格中的运动能力。
晶格缺陷、晶界和杂质等因素会导致电子运动受阻，从而影响电阻率分布。
2. 晶格缺陷是导致硅单晶棒电阻率分布非均匀的重要因素之一。
晶格缺陷包括点缺陷、线缺陷和面缺陷等，这些缺陷会使硅单晶棒的局部电阻率发生变化。
例如，点缺陷可以导致晶格中的电子散射增加，从而提高了局部的电阻率。
3. 晶界是硅单晶棒中另一个重要的电阻率分布因素。
晶界是两个晶粒的交界面，晶界的存在会导致电子在晶界附近的运动受限，从而导致局部的电阻率升高。
晶界的形成可以是由于晶体生长过程中的非均匀性或晶体接触等原因造成的。
4. 杂质是导致硅单晶棒电阻率分布不均匀的另一个因素。
杂质可以是在制造过程中不慎引入的杂质，也可以是在晶体生长过程中掺入的有意的杂质。
杂质会引起硅单晶棒中的电荷掺杂，从而改变了局部的电阻率。
5. 此外，硅单晶棒的尺寸和形状也会影响其电阻率分布。
尺寸和形状的不均匀性会导致电子在硅单晶棒中的运动路径不同，从而导致局部电阻率的差异。
为了获得均匀的电阻率分布，制造硅单晶棒需要采取一系列的工艺控制措施。
例如，可以通过优化晶体生长过程来减少晶界的形成；可以通过精确控制杂质掺入量和分布来减少杂质对电阻率的影响；可以通过优化加工工艺来控制硅单晶棒的尺寸和形状。
硅单晶棒的电阻率分布受到多种因素的影响，包括晶格缺陷、晶界、杂质、尺寸和形状等。
了解和控制这些因素对于制造高质量的硅单晶棒和半导体器件至关重要。
通过优化制造工艺和控制参数，可以实现更均匀的电阻率分布，提高器件的性能和可靠性。
线切割单晶硅片检验规范
线切割单晶硅片检验规范1、目的:为明确产品质量要求，加强产品质量管控，特制订本规范。
2、适用范围适用于线切割后单晶硅片(125×125)和(156×156)的品质检验。
3、主要内容A．检验项目及要求：检测环境要求（温度20~28℃，湿度不大于60%）B．判定：a. 成品检验结果的判定:①以每根晶棒所切片数为一单位，按表1抽检方案对其进行外观检测，根据检测结果对合格品进行分类包装;②针对尺寸﹑电阻率﹑导电型号检测时,如发现一片不合格，则针对不合格项目进行全检，除去不合格品后,按其等级进行包装。
b. 出厂检验结果的判定:抽检判别不合格的批不合格产品，可以针对不合格项目进行全检，除去不合格品后，合格品可以重新组批。
重新送检的产品，复检时可以只对上次检验不合格项目进行检验判别。
c. 如客户有特殊质量要求时按客户的质量标准为依据。
4.包装、储运A．将每一收缩袋装满100片，并用封口机将其封口，标签上注明产品规格、数量、晶体编号；B．每四包硅片装入一包装盒内，两包之间用两片珍珠棉隔开，两端用硬泡沫板、瓦棱板固定；C．用胶带将包装盒封牢,顶盖上粘贴标签，注明产品名称、规格、晶体编号、数量、包装日期，加盖检验章；D．将规格相同、性能相似的硅片每六盒装入一纸箱内，用胶带将纸箱封牢,外标签上注明产品名称、规格、数量、包装日期，加盖检验章；E．包装箱外侧须印刷有：“易碎”、“小心轻放”、“防潮”、等标识，并标明产品名称、规格、数量、生产商名称及地址、毛重、净重等字样；F．每批产品须附产品质保书；G．产品应储存在清洁、干燥的环境中；H．运输过程中应轻装轻卸，防震、防潮、防挤压。
5、相关记录《单晶硅片检验报告单》. .可编辑。
单晶硅棒技术检验要求
缺口：晶棒表面局部缺损，其尺吋由纵向长度和径向深度给出。
裂纹：由晶棒上任意一点向其它位置延伸的贯穿或未贯穿晶棒的裂痕。
发文单位：浙江昱辉阳光能源有限公司页码：2/3
4、技术要求：
特性
反应计划
项目
产品/过程规范/公差
评价测量技术
样本
控制方法
容量
频率
外观
无孪晶、无空洞、无断棱、无硬伤、无裂纹、缺口弧长≤3mm深度≤1.5mm
少子寿命
少子寿命大于10us
WT-2000少子寿命测试仪
100%
每根
单晶硅棒检验标准
不合格反切
掺杂类型
掺硼
供方质量保证书
/
/
/
/
极性
P型
半导体极性仪
100%
每根
单晶硅棒检验标准
不合格拒绝接收
发文单位：浙江昱辉阳光能源有限公司页码：3/3
5、检验规范：Leabharlann ⑴检查与验收：产品由需方过程检验部门负责检验并填写品质检验单，并交质量管理部进行审核。
目测
100%全检
每根
单晶硅棒检验标准
不合格处切除
直径
155mm≥6吋直径≥153mm
172mm≥6.5吋直径≥168mm
206mm≥8吋直径≥203mm
游标卡尺精度0.02mm
100%全检
每根
单晶硅棒检验标准
不合格处切除
无位错长度
去掉位错和直径偏小后圆棒长度大于300mm
卷尺精度1mm
100%全检
每根
⑵检验项目
每根圆棒按照上表中的检验项目和要求进行检验。
⑶检验结果判定
掺硼掺磷掺砷硅单晶电阻率与掺杂剂浓度换算规程
《掺硼、掺磷、掺砷硅单晶电阻率与掺杂剂浓度的换算规程》编制说明一工作简况：1.标准简况：本标准是对GB/T13389-1992《掺硼、掺磷、硅单晶电阻率与掺杂剂浓度的换算规程》的修订。
2.任务来源：根据全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分技术委员会半材标委字[]号文件,关于下达第批半导体材料国家标准(修)制订计划的通知,由有研半导体材料股份有限公司为主，四川新光硅业科技有限责任公司、中国计量科学研究院、万向硅峰电子股份有限公司、杭州海纳半导体有限公司、浙江金瑞泓科技股份有限公司等共同参加完成项目编号为20110432-T-469的国家标准《掺硼、掺磷、掺砷硅单晶电阻率与掺杂剂浓度的换算规程》简称（电阻率换算规程）的修定工作。
3.主要工作过程：3.1了解硅单晶的掺杂剂使用情况。
原国家标准修订于1992年，20年来随着重掺杂工艺的发展，越来越多的重掺单晶进入市场。
除了硼、磷之外，掺砷、掺梯甚至掺红磷的单晶工艺已经成熟。
3.2对 SEMI MF723的内容充分进行理解。
3.3编制《掺硼、掺磷、掺砷硅单晶电阻率与掺杂剂浓度的换算规程》的国家标准修订标准征求意见稿，广泛征求意见。
3.4并于2012年5月苏州会议上、2012年9月新疆会议上分别进行讨论和预审。
4. 本标准的主要起草人：孙燕高级工程师梁洪高级工程师高英高级工程师楼春兰高级工程师王飞尧高级工程师张静工程师曹孜高级工程师鲁进军工程师何良恩工程师张海英工程师张群社高级工程师二本标准的编制依据及编制原则：1.本标准按照GB/T1.1-2009和GB/T20000.2-2009的要求进行编制。
2.本标准是在对SEMI MF723《掺硼、掺磷、掺砷硅单晶电阻率与掺杂剂浓度的换算规程》国际先进标准的充分理解、消化吸收和实践的基础上，对原有的国家标准进行修订。
本标准内容完全涵盖SEMI MF723，标准采用了国标的格式。
3.与原标准相比，本次修订主要有如下变化：3.1增加了砷掺杂剂对电阻率的换算关系；3.2增加了掺硼硅单晶的电阻率换算空穴浓度和掺磷硅单晶电阻率换算电子浓度的关系式；3.3.明确了磷掺杂剂的换算可用于锑掺杂剂；3.4将原标准附录中的干扰因素移至标准中并重新整理、和添加了若干条；3.5增加了各种掺杂剂的电阻率与掺杂剂浓度换算的公式试验依据及说明、相应的参考文献见附录；3.6修订了精密度。
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作业指导书
1、准备材料
样品检验工作台 硅片 四探针测试仪
2、实验步骤
1、插好电源线、四探针连接线，检查保险丝有无松动； 2、打开电源开关，此时数字表各控制开关均有指示灯亮； 3、观察控制开关，将按钮置于“1mA”，“ρ”，“校准”； 4、调节粗调、细调旋钮，使数字表上的数字和厚度修正系数表上的数一 致，即I=C； 5、将最右端的按钮置于“测量”状态，此时数字表上显示为实测样品电 阻率； 6、选择电流：电阻率≤1欧姆•cm 时选用10mA挡测试； 7、将按钮调置“校准”，调节数字表上数字与厚度修正系数表上的值相 等。将按钮置于“测量”读出数就为电阻率； 连续测十次，每次样品旋转20°左右，再求平均值。
2片 符合检验要求
检验日期 检验依据
2013-9-17 国标GB/T1552-1995
1~2mm 2×9.8N 李川、钟宇健、陈涛
委托检验
Hale Waihona Puke 探针间距 和探针压 力 测量者
测量电 流 测量日
1mA、10mA
2013、9、17
3、测试结果
次数 1 2 厚 6 0.63 0.63 度 0.5 0.56 0.55 (mm） 3 4 5 6 7 8 0.64 0.63 0.65 0.64 0.64 0.64 0.55 0.56 0.54 0.53 0.54 0.54 9 10 0.63 0.64 0.55 0.55 平均值 0.637 0.547
4、探针法测电阻率的测准条件
1、任意探针到样品边缘的最近距离和样品厚度必须大于3倍针距； 2、压探针时，用力不要过大。在硅片上做标记的时候，一定要放在平坦的桌面 上进行，以免划破硅片； 3、四探针与样品应有良好的欧姆接触，为此探针应该比较尖，接触点应是半球 形，且接触半径应远远小于针距； 4、电流在测试期间要保持恒定； 5、由于样品表电阻可能分布不均,测量时应对一个样品多测几个点,然后取平均值； 电流在测试期间要保持恒定。
检验报告
检测项目 硅单晶电阻率的测试
样式编 号和样 式说明 产品等 级 测试环 境温度 样品数 量 检验状 态 检验类 别 ①：厚度为6mm样品 ②：厚度为0.5mm样品
乐山职业技术学院 委托单位 及地址 乐山市市中区肖坝路108号 乐山嘉源有限公司 2013-9-17
优等品 25℃
生产单位 抽/送样日 期
硅单晶电阻率的测试
目录
1、采样及其样品处理
• 2、检测依据
3、检测原理及设备 • 4、作业指导书
5、检测报告书
采样及其样品处理
一、采样
1、单晶棒 2、单晶片：取头部、中部、 尾部各三片，要具有代表性
二、样品处理
1、试样待测面用28~42μm
或20~28μm金刚砂研磨或喷
砂。 2、 对圆片试样，用5~14μm 氧化铝或金刚砂研磨上下表 面。
检测标准
检测原理
四探针法用针距约 1mm的四根探针同时 压在硅单晶样品的平 整表面上，利用恒流 源给外面两根探针通 以电流，然后在中间 两根探针上用电位差 计测量电压降，然后 根据推导简ρ=(V23÷I) ×2πS公式，其中四 根探针排列在同一直 线上，间距相等，此 时探针系数就是一个 常数。
检测仪器