用区熔拉晶法和光谱分析法评价多晶硅棒的规程.

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12 试验数据处理

12.1
通过测量取得样品的施主、受主杂质和代位碳、间隙氧杂质含量，再按公式(3)计算多晶硅棒中这

GB/T 29057—2023

些杂质的总体含量。

12.2
平行样芯在掺杂硅芯或硅芯与沉积层杂质含量不同的情况下，用公式(3)计算多晶硅棒中各种杂

质的总体含量：

…………………………

(3)

式 中 ： CTRp— A₁ —

Cr—

A.—

多晶硅棒中杂质的总体含量，单位为每立方厘米(cm⁻3) (以原子数计);

平行硅样芯截面积，单位为平方厘米(cm²);

平行硅样芯的杂质含量，单位为每立方厘米(cm⁻3) (以原子数计);

硅棒截面积，单位为平方厘米(cm²);

CpL.—— 平行生长层样芯的杂质含量，单位为每立方厘米(cm⁻ 3)
(以原子数计)。

上述计算假定生长层沿多晶硅棒径向均匀分布，可通过在整个生长层钻取足够多样品来验证该

假设。

12.3
垂直样芯生长的单晶棒符合11.4.3时，按公式(3)计算来确定多晶硅棒中杂质的总体含量。

12.4
单晶棒长度与多晶硅棒横截面大小有关，熔融区长度与截面积有关，如图5所示。硼分凝系数较
大，可假设硼在整个横截面上均匀分布。磷的分凝系数较小，沿横截面各熔融区磷的含量值应根据分凝
系数来进行修正。可通过对特定样品直径、线圈设计和拉速下的监控棒的重复测量来确定磷元素的有
效分凝系数。

图 5 单晶棒熔区长度和多晶棒横截面

12.5 按 GB/T 24574 或 GB/T 24581
中硼的光谱测量值，在不考虑分凝系数修正的情况下，多晶硅棒

中硼杂质的总体含量按公式(4)进行计算：

式 中 ：

CvAc ——

A₁ 、A₂ 、A—

Ci 、C₂ 、C;—

	…………………………	(4)

硼杂质的总体含量，单位为每立方厘米(cm⁻³) (以原子数计);

多晶硅棒横截面的相应面积(见图5),单位为平方厘米(cm²);

对应面积处的杂质含量，单位为每立方厘米(cm⁻3) (以原子数计);如有必要，根据

分凝系数进行修正。

GB/T 29057—2023

12.6 砷、锑和铝的含量的测试按 GB/T 24574 或 GB/T24581
的规定进行，如果超出检测范围，应根据
实际的分凝系数进行修正后，根据多晶硅棒各个位置修正后的含量值，按公式(4)来计算多晶硅棒中砷、
锑和铝杂质的总含量。

12.7
使用光谱方法对硅芯与最外层之间的中点位置进行测量，并计算得到总的磷含量。

12.8 按11.4.3.2中绘制的电阻率曲线图中各个点的磷含量按公式(5)进行计算：

………… …………… (5)

式中：

Cp — 测量点的磷含量计算值，单位为每立方厘米(cm⁻3) (以原子数计);

Cp — 测量点的硼含量测量值，单位为每立方厘米(cm⁻³) (以原子数计);

CA— 测量点的铝含量测量值，单位为每立方厘米(cm⁻³) (以原子数计);

CAs— 测量点的砷含量测量值，单位为每立方厘米(cm⁻³) (以原子数计);

Csh — 测量点的锑含量测量值，单位为每立方厘米(cm⁻³) (以原子数计);

p — 测量点的电阻率测量值，单位为欧姆厘米(Q ·cm)

按 GB/T 13389 的规定，公式(5)中假定磷的电阻率范围在(100～5000)Ω ·cm
时，转换因子近似

为4.25×10¹⁵。

12.9 按11.4.3.4中描述的方法以及12.2中描述的步骤计算碳含量。

13 精密度

13.1 重复性

从同一批次多晶硅棒中取出10个平行生长层样芯，按照本文件规定的步骤，单个实验室进行清洗、

区熔，然后用低温傅立叶变换红外光谱法测试，测试结果的重复性用相对标准偏差表示，具体见表1。

表 1 重复性

元素	相对标准偏差 %
碳(C)	≤27
氧(O)	≤26
磷(P)	≤16
硼(B)	≤25
砷(As)	≤26
注：其他元素未检测出。

13.2 再现性

从同一批次多晶硅棒中取出18个平行生长层样芯，按照本文件规定的步骤，多个实验室进行清洗、

区熔，然后用低温傅立叶变换红外光谱法测试，测试结果的再现性用相对标准偏差表示，具体见表2。

GB/T 29057—2023

表 2 再现性

元素	相对标准偏差 %
碳(C)	≤33
氧(O)	≤37
磷(P)	≤25
硼(B)	≤36
砷(As)	≤17
注：其他元素未检测出。

14 试验报告

试验报告应包括下述内容：

a) 使用的设备；

b) 本文件编号；

c) 样品名称及编号；

d) 区熔工艺参数；

e) 试验结果；

f) 操作者；

g) 试验日期；

h) 其他。

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