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硅片技术标准

11
2020年4月19日
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单晶硅片技术标准
1范围
1.1 本要求规定了单晶硅片的分类、技术要求、包装以及检验规范等
1.2 本要求适用于单晶硅片的采购及其检验。
2 规范性引用文件
2.1 ASTM F42-02    半导体材料导电率类型的测试方法
2.2 ASTM F26       半导体材料晶向测试方法
2.3 ASTM F84       直线四探针法测量硅片电阻率的试验方法
2.4 ASTM F1391-93 太阳能硅晶体碳含量的标准测试方法
2.5 ASTM F121-83   太阳能硅晶体氧含量的标准测试方法
2.6 ASTM F 1535    用非接触测量微波反射所致光电导性衰减测定载流子复合寿命的实验方法  
3 术语和定义
3.1 TV：硅片中心点的厚度，是指一批硅片的厚度分布情况；
3.2 TTV：总厚度误差，是指一片硅片的最厚和最薄的误差（标准测量是取硅片5点厚度：边缘上下左右6mm处4点和中心点）；
3.3位错：晶体中由于原子错配引起的具有伯格斯矢量的一种线缺陷；
3.4位错密度：单位体积内位错线的总长度(cm/cm3)，一般以晶体某晶面单位面积上位错蚀坑的数目来表示；
3.5 崩边：晶片边缘或表面未贯穿晶片的局部缺损区域，当崩边在晶片边缘产生时，其尺寸由径向深度和周边弦长给出；
3.6 裂纹、裂痕：延伸到晶片表面，可能贯穿，也可能不贯穿整个晶片厚度的解理或裂痕；
3.7 四角同心度：单晶硅片四个角与标准规格尺寸相比较的差值。
3.8 密集型线痕：每1cm上可视线痕的条数超过5条
4 分类
单晶硅片的等级有A级品和B级品，规格为：125´125Ⅰ(mm)、125´125Ⅱ(mm)、156 ´156(mm)。
5 技术要求
5.1 外观
   见附录表格中检验要求。
5.2外形尺寸
5.2.1 方片TV为200±20 um,测试点为中心点；
5.2.2 方片TTV小于30um，测试点为边缘6mm处4点、中心1点；
5.2.3 硅片TTV以五点测量法为准，同一片硅片厚度变化应小于其标称厚度的15%；
5.2.4 相邻C段的垂直度：90 o±0.3o；
5.2.5 其它尺寸要求见表1。
表1    单晶硅片尺寸要求
规格
 （mm）
尺寸（mm）
A（边长）
B（直径）
C（直线段长）
D（弧长投影）
Max.
Min.
Max.
Min.
Max.
Min.
Max.
Min.
 125´125Ⅰ
125.5
124.5
150.5
149.5
83.9
81.9
21.9
20.2
 125´125Ⅱ
125.5
124.5
165.5
164.5
108.8
106.6
9.4
 7.9
 156´156
156.5
155.5
200.5
199.5
 126.2
124.1
15.9
14.9
注1：A、B、C、D分别参见图1。

                  图1    硅单晶片尺寸示意图
5.3 材料性质
5.3.1 导电类型：            
序号
硅片类型
掺杂剂
1
N型
磷(Phosphorous)
2
P型
硼(Boron)
5.3.2 硅片电阻率：见下表；
5.3.3 硅片少子寿命：见下表（此寿命为2mm样片钝化后的少子寿命）；
5.3.4 晶向：表面晶向<100>+/-3.0°；
5.3.5 位错密度≤3000pcs/cm2；
5.3.6 氧碳含量：氧含量≤20ppma，碳含量≤1.0ppma。 
6 检测环境、检测设备和检测方法
6.1检测环境：室温，有良好照明（光照度≥1000Lux）。
6.2检测设备：游标卡尺（0.01mm）、厚度测试仪/千分表（0.001mm）、水平测试台面、四探针测试仪、少子寿命仪、氧碳含量测试仪、光学显微镜、角度尺等。
6.3检测项目：导电类型、氧碳含量、单晶晶向、单晶位错密度、电阻率、少子寿命、外形尺寸。6.4检测方案：外观和尺寸进行全检，材料的性能和性质以单晶铸锭头尾部参数为参考，并提供每个批次硅片的检测报告。
6.5检验结果的判定
检验项目的合格质量水平详见附录表A《检验项目、检验方法及检验规则对照表》。

7 包装、储存和运输要求
7.1每包400枚，每箱6包共2400枚。需提供明细装箱单，包装上要有晶体编号，清单和实物一一对应，每个小包装要有晶体编号，不同晶体编号放在同一包装要能明确区分开。
7.2 产品应储存在清洁、干燥的环境中：温度：10℃～40℃；湿度：≤60%；避免酸碱腐蚀性气氛；避免油污、灰尘颗粒气氛。
7.3产品运输过程中轻拿轻放、严禁抛掷，且采取防震、防潮措施。
检验项目
检验要求
检测工具
抽样计划验收标准
硅片等级
A级品
B级品
外

观
崩边/硅落
崩边硅落长宽≦0.3mm*0.2mm不穿透。
崩边长宽≦1mm*1mm不穿透。硅落长宽厚≦1.5mm*1.5mm*100um。
目 测
粗糙度测试仪
日光灯
(≥1000Lux)
全

检
数量≤2
数量≤4
切割线痕
线痕深度≦15um，但无密集线痕。
线痕深度≦30um。
缺角/缺口
缺口长宽≦0.2mm*0.1mm。无V型缺口、缺角
长宽≦1mm*0.5mm，无可见有棱角的缺角，数量≤2。
毛边/亮点
长度≦10mm,深度不能延伸到硅片表面0.1mm。
长不限,深度不能延伸到硅片表面0.3mm。
表面清洁度
无油污，无残胶，无明显水迹。轻微可清洗的污迹可放行。如硅片之间的摩擦产生的印迹以及≦2个针尖状的无凹凸的印迹。
无成片的油污，残胶，水迹。
划伤
无肉眼可见有深度感的划伤。
日光灯下无明显深度感的划伤。
其它
无孪晶、slip、应力、裂纹、凹坑、气孔及明显划伤。
无孪晶、slip、应力、裂纹、气孔及明显凹坑、划伤。
尺

寸
规格（㎜）
寸尺
电子卡尺
万能角规
切片前全检晶锭尺寸
边长（㎜）
直径（㎜）
其它尺寸（㎜）
垂直度（O）
Max
Min
Max
Min
具体见
上表1和图1
90±0.3
125´125Ⅰ
125.5
124.5
150.5
149.5
125´125Ⅱ
125.5
124.5
165.5
164.5
156´156
156.5
155.5
200.5
199.5
TV
200±20μm（中心点）
200±30μm
测厚仪/   千 分 表

抽
检
TTV
≤30μm                       （中心1点和边缘6mm位置4点）
≤ 50μm
翘曲度
≤70μm
≤ 100μm
性

能
位错密度
≤3000/cm2
≤3000/cm2
显微镜
截取晶锭头尾部2mm样片进行测试.。退火后测电阻率。钝化后测试少子寿命。
导电型号
N型/P型
N型/P型
型号仪
电阻率
0.5Ω.cm—3.5Ω.cm / 1.0Ω.cm—3.0Ω.cm
电阻率测试仪
氧含量
≤20ppma
FTIR氧碳含量测试仪
碳含量
≤1.0ppma
少子寿命
≥100 μs   /   ≥ 15 μs
寿命测试仪
多晶硅片技术标准
1范围
1.1 本要求规定了多晶硅片的分类、技术要求、包装以及检验规范等
1.2 本要求适用于多晶硅片的采购及其检验。
2 规范性引用文件
2.1 ASTM F42-02    半导体材料导电率类型的测试方法
2.2 ASTM F84       直线四探针法测量硅片电阻率的试验方法
2.3 ASTM F1391-93 太阳能硅晶体碳含量的标准测试方法
2.4 ASTM F121-83   太阳能硅晶体氧含量的标准测试方法
2.5 ASTM F 1535    用非接触测量微波反射所致光电导性衰减测定载流子复合寿命的实验方法  
3 术语和定义
3.1 TV：硅片中心点的厚度，是指一批硅片的厚度分布情况；
3.2 TTV：总厚度误差，是指一片硅片的最厚和最薄的误差（标准测量是取硅片5点厚度：边缘上下左右4点和中心点）；
3.3 崩边：晶片边缘或表面未贯穿晶片的局部缺损区域，当崩边在晶片边缘产生时，其尺寸由径向深度和周边弦长给出；
3.4 裂纹、裂痕：延伸到晶片表面，可能贯穿，也可能不贯穿整个晶片厚度的解理或裂痕；
3.5 四角同心度：多晶硅片四个角与标准规格尺寸相比较的差值。
3.6 密集型线痕：每1cm上可视线痕的条数超过5条
4 分类
多晶硅片的等级有A级品和B级品，规格为： 156mm ´156mm。
5 技术要求
5.1 外观
    见附录表格中检验要求。
5.2外形尺寸
5.2.1 方片TV为200±20 um,测试点为中心点；
5.2.2 方片TTV小于30um，测试点为边缘6mm处4点、中心1点；
5.2.3 硅片TTV以五点测量法为准，同一片硅片厚度变化应小于其标称厚度的15%；
5.2.4  相邻C段的垂直度：90 o±0.3o。
5.2.5  其它尺寸要求见表1。
表1    多晶硅片尺寸要求
规格
 （mm）
尺寸（mm）
A（边长）
B（对角线）
C（直线段长）
D（弧长投影）
Max.
Min.
Max.
Min.
Max.
Min.
Max.
Min.
 156´156
156.5
155.5
219.7
218.7
 155.6
152.9
1.4
0.35
注1：A、B、C、D分别参见图1。

                                  图1    硅多晶片尺寸示意图

5.3 材料性质
5.3.1 导电类型：P型，掺杂剂：B，硼(Boron)；
5.3.2 硅片电阻率：掺硼多晶片：电阻率为1Ω·cm～3Ω·cm；
5.3.3 多晶硅少子寿命≥2us；
5.3.4 氧碳含量：氧含量≤12ppma，碳含量≤12ppma。

6 检测环境、检测设备和检测方法
6.1检测环境：室温，有良好照明（光照度≥1000Lux）。
6.2检测设备：游标卡尺（0.01mm）、厚度测试仪/千分表（0.001mm）、水平测试台面、四探针测试仪、少子寿命仪、氧碳含量测试仪、光学显微镜、角度尺等。
6.3检测项目：导电类型、氧碳含量、电阻率、少子寿命、外形尺寸。
6.4检测方案：
外观和尺寸进行全检，材料的性能和性质以多晶铸锭头尾部参数为参考，并提供每个批次硅片的检测报告。
6.5检验结果的判定
7 包装、储存和运输要求
7.1每包400枚，每箱6包共2400枚。需提供明细装箱单，包装上要有晶体编号，清单和实物一一对应，每个小包装要有晶体编号，不同晶体编号放在同一包装要能明确区分开。
7.2 产品应储存在清洁、干燥的环境中：温度：10℃～40℃；湿度：≤60%；避免酸碱腐蚀性气氛；避免油污、灰尘颗粒气氛。
7.3产品运输过程中轻拿轻放、严禁抛掷，且采取防震、防潮措施。

8．附录A   《多晶硅片检验项目、检验方法及检验规则对照表》。
      注：本《多晶硅片技术标准》中未明示事项或对产品检验标准存在异议，均以附件《太阳能级多晶硅片国家标准》为准。 外观能够见FTS限度样本。
检验项目
检验要求
检测工具
抽样计划验收标准
硅 片 等 级
A级品
B级品
外

观
崩边/ 硅落
崩边硅落长宽≦0.3mm*0.2mm不穿透。
崩边长宽≦1mm*1mm不穿透。硅落长宽厚≦1.5mm*1.5mm*100um
目 测
粗糙度测试仪
日光灯
(≥1000Lux)
全

检
数量≤2
数量≤4
切割线痕
线痕深度≦15um，但无密集线痕。
线痕深度≦30um。
缺角/缺口
缺口长宽≦0.2mm*0.1mm。无V型缺口、缺角
长宽≦1mm*0.5mm，无可见有棱角的缺角，数量≤2
毛边/亮点
长度≦10mm,深度不能延伸到硅片表面0.1mm。
长不限,深度不能延伸到硅片表面0.3mm。
表面清洁度
无油污，无残胶，无明显水迹。轻微可清洗的污迹可放行。如硅片之间的摩擦产生的印迹以及≦2个针尖状的无凹凸的印迹
无成片的油污，残胶，水迹。
划伤
无肉眼可见有深度感的划伤。
日光灯下无明显深度感的划伤。
其它
无应力、裂纹、凹坑、气孔及明显划伤，微晶数目≦10pcs/cm
无应力、裂纹、气孔及明显凹坑、划伤，微晶数目≦10pcs/cm
尺
寸
规格（㎜）
尺寸
电子卡尺
万能角规
全检晶锭尺寸
边长(mm)
直径(mm)
倒角差㎜
垂直度(O)
Max
Min
Max
Min
0.5-2
90±0.3
156´156
156.5
155.5
219.7
218.7
TV
200±20μm（中心点）
200±30μm
测厚仪/ 千分表

抽
检
TTV
≤30μm（中心1点和边缘6mm4点）
≤ 50μm
翘曲度
≤70μm
≤100μm

性
能
导电型号
P型
P型
型号测试仪
测试
晶锭头尾样片
氧含量
≤12ppma
FTIR氧碳含量测试仪
碳含量
≤12ppma
电阻率
1Ω.cm—3Ω.cm
1Ω.cm—3Ω.cm
无接触电阻率测试仪
全检晶锭性能
少子寿命
≥ 2 μs
扫描寿命测试仪