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1、无锡荣能半导体材料有限公司,质量部,目录,1.硅 2.单晶硅简述 3.单晶硅生产流程 4.多晶硅简述 5.多晶硅生产流程 6.多晶硅检测,一、硅,理化性质 灰色金属光泽，密度2.322.34g/cm3，熔点1410；沸点2355。溶于氢氟酸和硝酸的混酸中，不溶于水、硝酸和盐酸。硬度介于锗和石英之间，室温下质脆，切割时易碎裂。加热至800以上有延展性，1300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，几乎能与任何材料作用。具有半导体性质，是极为重要的优良半导体材料，是制造半导体的基础材料，但微量的杂质即可影响其导电性。,工业制法 由干燥硅粉与干
2、燥氯化氢气体在一定条件下氯化，再经冷凝、精馏、还原而得。 H2 + Cl2 = 2HCl 3HCl + Si = SiHCl3 + H2 SiCl4+ H2 = SiHCl3+ HCl SiHCl3 + H2 = Si + 3HCl,二、单晶硅,定义 晶核长成晶面取向相同的晶粒，这些晶粒结合起来，形成单晶硅,单晶硅生产流程：,多晶硅料 选料 酸洗 水洗 烘干 封装 投料 单晶拉制 硅棒 截断 剖方 磨面 滚磨 腐蚀 粘棒 切片 脱胶 清洗 包装,检验,检验,检验,检验,检验,单晶片常见缺陷,杂质、隐裂、微晶、超薄、超厚、台阶、崩边、线痕、孔洞、黑斑、TTV、尺寸偏差、裂片、缺角、硅晶脱落、翘曲
3、度,三、多晶硅,定义 晶核长成晶面取向不同的晶粒，这些晶粒结合起来，形成多晶硅,多晶硅生产流程：,多晶硅料 选料 酸洗 水洗 烘干 封装 投料 铸锭 开方 切断 磨面 倒角 毛刷 粘棒 切片 脱胶 清洗 包装,检验,检验,检验,检验,检验,硅锭编号规则：,开方 切断检验步骤,检验,红外探伤,少子寿命,PN结,电阻,尺寸、角度、外观,红外探伤,1.原理 在特定光源和红外探测器的协助下，红外探伤测试仪能够穿透硅块，纯硅料几乎不吸收这个波段的波长，但是如果硅块有内部缺陷，则这些缺陷将吸收红外光，在成像系统中将呈现出来，而且这些图像将通过显示器显示出来。 2.仪器 Semilab IRB 50 Inf
4、rared Block Analyser（红外探伤检测仪）,3.步骤 上料 用酒精将待测晶体侧面擦拭干净，将晶体尾部朝下，头部朝上置于工作台面上。 扫描 点击“measure”按钮，输入编号和序列号，点击“OK”，系统开始自动扫描，扫描图像通过显示器显示出来，扫描完成后，系统自动保存,查看 观察图像是否有内部缺陷，如果有内部缺陷，用记号笔在相应的部位做好标记，并在随工单上写明缺陷类型 卸料 将晶体从工作台面上卸出来 备注：如果需要扫描某一指定面时，单击“Block Motor Off”按钮，手动旋转工作台面至相机处，单击“Free Measure”，则仪器扫描这一指定面,硅块探伤常见缺陷,裂纹
5、、阴影、杂质、微晶、黑点,少子寿命,1.原理 微波光电导衰减法主要包括两个过程：即激光注入产生电子-空穴对、微波探测信号 904nm的激光注入（深度30um）产生电子-空穴对，导致样品电导率增加，撤去外在光注入时，电导率随时间指数衰减，这一趋势间接反映少数载流子的衰减趋势，通过微波探测电导率随时间变化的趋势得到少数载流子的寿命 2.仪器 Semilab WT-2000D(u-PCD 无接触微波光电导衰减法少子寿命扫描仪）,3.步骤,上料 将晶体头部朝左，尾部朝右置于工作台面上，点击“Load wafer”上料，上料后系统自动寻边 设置信号参数 点击“Recorder/Autosetting”系
6、统自动设置信号参数 扫描 点击工具栏中的“map/resume”按钮，系统对晶体进行逐行扫描,保存 将所扫描的数据、图像保存到指定的文件夹中（在“File”菜单中选择“save all”） 取值 在“INFO/Histogram/lists/min”中将数据修改为“1.5”（外来加工晶体此值修改为“2”），单击左下角方框 画线 取值完毕后，扫描图像会作相应的变化，在同一截面2/3以上宽度右击，右击后探头会作相应的变化，在探头相应变化的位置做上记号,卸料 单击工具栏中“Unload wafer”按钮，将晶体从工作台面上卸下来，用直角尺把所做记号画长,少子寿命抽检示意图,A5： A1、B2、B3、
7、B4 A5: A1、A2、A3、A4 C9： C8、C、13、C14 B4：B3、C3、C4 B10: B15、B20 B5: C5、D5 B11：B6、B16 C1: B1、D1 C17: C7、C12、C18、C19 D2：B2、C2、D3、D4 A21 E1 B22: B23、B24 E2: E3、E4 A25 E5,少子寿命检测面示意图,A5：少子寿命检测第三个面 B10: 少子寿命检测第一和第三个面，少子寿命数值为这两 个面少子寿命数值的平均值，去头尾长度以少子寿命 数值大的一面为准 C9、B11、C17测试面同B10 A25:少子寿命检测第一个面 A21、B22测试面同A25,PN
8、结,1.原理 2.仪器 3.步骤,尺寸、角度、外观,.尺寸 1.工具 卷尺、游标卡尺 2.步骤 使用游标卡尺测量硅块的边宽尺寸，每个硅块测相邻两边宽，用游标卡尺的量爪在硅块的两侧面进行测量使硅块的各部位边宽尺寸都测量到。 如发现有某一硅块边宽尺寸超出标准，则须加抽该硅块所在多晶硅锭位置的垂直两条线的其他硅块的边宽尺寸。,用卷尺测量晶体四个侧面的长度，其测量结果以四个 面的最小长度作为其硅块的长度,、角度,1.仪器 角度尺 2.步骤 使用万能角度尺测量硅块四个侧面的垂直度，即相 邻两侧面间的垂直度，每个硅块测量任意三个角的 垂直度，每个角从硅块头部到尾部至少均匀测量三 次，并将检测数据记录于硅块
9、检测记录表中。 将万能角度尺两臂紧贴硅块相邻两侧面，若臂于硅 块表面接触存在明显空隙，判定硅块为“S”型硅块。,、外观 崩边、隐裂、裂纹、S型,电阻,1.仪器 Semilab 接触型电阻测试仪 2.步骤 使用电阻率测试仪在硅块表面进行电阻率测试，读取测试仪上显示的电阻率大小，并将检验数据记录于硅块检测记录表中,多晶硅块判定标准,续表,续表,续表,毛刷 粘棒检验步骤,检验,尺寸,电阻率,角度,外观,尺寸,1.仪器 卷尺、角度尺、游标卡尺 2.步骤 长度: 用卷尺测量晶体四个侧面的长度，其测量结果 在多晶方锭质量检验报告单中以四面的最 小长度作为其硅块的长度 边宽：用游标卡尺量取晶体相邻的两个侧面
10、，硅块头 部到尾部至少均匀测量三次，测量结果以其中 的最大值和最小值作为其硅块的边宽长度并在 多晶方锭质量检验报告单中以 “最小值最 大值” 的形式表示,对角线：用游标卡尺测量晶体上下两端面，测量结果以 其中的最大值和最小值作为其硅块的对角线长 度并在多晶方锭质量检验报告单中以 “最 小值最大值” 的形式表示 倒角：用游标卡尺分别测量硅块四条直角边的倒角尺 寸；每条从头到尾至少测量三处，测量结果以其 中的最大值和最小值作为其硅块的倒角长度并在 多晶方锭质量检验报告单中以 “最大值最 小值” 的形式表示,电阻率,使用电阻率测试仪在硅块的两端面进行电阻率测试，读取测试仪上显示的电阻率大小，并将检验数据记录于多晶方锭质量检验报告单中，检验数据以 “最大值最小值” 的形式表示,角度,使用万能角度尺测量硅块四个侧面的垂直度，即相邻两侧面间的垂直度，每个硅块测量任意三个角的垂直度，每个角从硅块头部到尾部至少均匀测量三次，并将检测数据记录于多晶方锭质量检验报告单中。,外观,崩边、线痕、未倒角、未磨面、表面星点、弧面星点、隐裂、裂纹,多晶片常见缺陷,杂质、隐裂、微晶、超薄、超厚、台阶、崩边、线痕、孔洞、黑斑、TTV、尺寸偏差、未倒角、裂片、缺角、硅晶脱落、翘曲度,