书 书 书犐犆犛 ７７ ． ０４０ 犎 １７ /G21 /G22 /G23 /G24 /G25 /G26 /G27 /G27 /G28 /G29 /G2A 犌犅 ／ 犜 ３５３０９ — ２０１７ /G21 /G22 /G23 /G24 /G25 /G26 /G27 /G28 /G29 /G24 /G2A /G2B /G2C /G2D /G2E /G2F /G30 /G31 /G32 /G33 /G34 犘狉犪犮狋犻犮犲犳狅狉犲狏犪犾狌犪狋犻狅狀狅犳犵狉犪狀狌犾犪狉狆狅犾狔狊犻犾犻犮狅狀犫狔犿犲犾狋犲狉狕狅狀犲狉犪狀犱狊狆犲犮狋狉狅狊犮狅狆犻犲狊 ２０１７  １２  ２９ /G35 /G36 ２０１８  ０７  ０１ /G37 /G38 /G21 /G22 /G23 /G24 /G25 /G26 /G27 /G27 /G28 /G2B /G2C /G2D /G2E /G2F /G30 /G2F /G31 /G32 /G33 /G21 /G27 /G27 /G28 /G29 /G2A /G34 /G35 /G36 /G37 /G38 /G39 /G35 /G36书 书 书前 　　 言 　　 本标准按照 ＧＢ ／ Ｔ１．１ — ２００９ 给出的规则起草的 。 本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会 （ ＳＡＣ ／ ＴＣ２０３ ） 与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 （ ＳＡＣ ／ ＴＣ２０３ ／ ＳＣ２ ） 共同提出并归口 。 本标准起草单位 ： 江苏中能硅业科技发展有限公司 、 新特能源股份有限公司 、 天津市环欧半导体材料技术有限公司 、 青海黄河上游水电开发有限责任公司新能源分公司 、 洛阳中硅高科技有限公司 。 本标准主要起草人 ： 王桃霞 、 刘晓霞 、 耿全荣 、 鲁文锋 、 柳德发 、 胡伟 、 邱艳梅 、 银波 、 由佰玲 、 秦榕 、 严大洲 。 Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ３５３０９ — ２０１７ 用区熔法和光谱分析法评价颗粒状多晶硅的规程 １ 　 范围 本标准规定了用区熔法和光谱分析法评价颗粒状多晶硅的代位碳原子浓度 、 施主杂质浓度和受主杂质浓度的方法 。 本标准适用于尺寸为 ６００ μ ｍ ～ ３０００ μ ｍ 的颗粒状多晶硅 ， 其他尺寸的颗粒状多晶硅可参照本标准执行 。 ２ 　 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。 凡是注日期的引用文件 ， 仅注日期的版本适用于本文件 。 凡是不注日期的引用文件 ， 其最新版本 （ 包括所有的修改单 ） 适用于本文件 。 ＧＢ ／ Ｔ６２０ 　 化学试剂 　 氢氟酸 ＧＢ ／ Ｔ６２２ 　 化学试剂 　 盐酸 ＧＢ ／ Ｔ６２６ 　 化学试剂 　 硝酸 ＧＢ ／ Ｔ１５５８ 　 硅中代位碳原子含量红外吸收测量方法 ＧＢ ／ Ｔ４０５９ 　 硅多晶气氛区熔基磷检验方法 ＧＢ ／ Ｔ４８４２ 　 氩 ＧＢ ／ Ｔ６６７９ 　 固体化工产品采样通则 ＧＢ ／ Ｔ１１４４６．１ 　 电子级水 ＧＢ ／ Ｔ１４２６４ 　 半导体材料术语 ＧＢ ／ Ｔ２４５８１ 　 低温傅立叶变换红外光谱法测量硅单晶中 Ⅲ 、 Ⅴ 族杂质含量的测试方法 ＧＢ ／ Ｔ２５９１５．１ 　 洁净室及相关受控环境 　 第 １ 部分 ： 空气洁净度等级 ＧＢ ／ Ｔ２９０５７ 　 用区熔拉晶法和光谱分析法评价多晶硅棒的规程 ３ 　 术语和定义 ＧＢ ／ Ｔ１４２６４ 界定的术语和定义适用于本文件 。 ４ 　 方法提要 将颗粒硅装入高纯石英管内 ， 在石英管的下方通入高纯氩气 ， 颗粒硅在氩气作用下处于流态化 ， 调节线圈位置和功率 ， 使颗粒硅逐渐地粘附在熔化的硅棒 （ 或籽晶 ） 上 ， 制备成多晶硅棒 。 采用 ＧＢ ／ Ｔ４０５９ ， 氩气氛围中 ， 在单晶籽晶的作用下 ， 利用区域熔解将多晶硅棒熔炼生长成为单晶棒 。 采用 ＧＢ ／ Ｔ１５５８ 和 ＧＢ ／ Ｔ２４５８１ 中规定的方法测定代位碳和施主杂质浓度 、 受主杂质浓度 。 ５ 　 干扰因素 在样品制备过程中存在的主要干扰因素如下 ： １ 犌犅 ／ 犜 ３５３０９ — ２０１７ ａ ） 　 取样 、 筛分过程可能引入杂质 ； ｂ ） 硅料清洗后的烘干过程可能引入杂质 ； ｃ ） 预制棒拉制过程中石英管中杂质的挥发 ， 可能影响分析结果 。 ６ 　 试剂和材料 ６ ． １ 　 氢氟酸 ： 符合 ＧＢ ／ Ｔ６２０ 优级纯的要求 。 ６ ． ２ 　 硝酸 ： 符合 ＧＢ ／ Ｔ６２６ 优级纯的要求 。 ６ ． ３ 　 盐酸 ： 符合 ＧＢ ／ Ｔ６２２ 优级纯的要求 。 ６ ． ４ 　 电子级水 ： 纯度等于或优于 ＧＢ ／ Ｔ１１４４６．１ 中的 ＥＷ Ⅱ 级 。 ６ ． ５ 　 清洗液 １ ： 硝酸和电子级水的体积比为 ５∶９５ 。 ６ ． ６ 　 清洗液 ２ ： 硝酸和氢氟酸的体积比为 ４∶１ 。 ６ ． ７ 　 清洗液 ３ ： 硝酸 、 盐酸和电子级水的体积比为 １∶１∶１ 。 ６ ． ８ 　 清洗液 ４ ： 硝酸 、 氢氟酸和电子级水的体积比为 ２∶３∶６０ 。 ６ ． ９ 　 高纯氩气 ： 符合 ＧＢ ／ Ｔ４８４２ 的要求 ， 纯度不低于 ９９．９９９％ （ 体积分数 ）。 ６ ． １０ 　 籽晶 ： 直径 ３ｍｍ ～ ６ｍｍ ， 晶向为 ＜ １１１ ＞ ， 晶向偏离度小于 ０．５° 。 ７ 　 仪器与设备 ７ ． １ 　 颗粒硅熔炉主设备 颗粒硅熔炉的设计参照 ＳＥＭＩＭＦ１７０８１１０４ ， 主设备的射频发生器频率为 ２．０ＭＨｚ ～ ３．０ＭＨｚ ， 水冷工作线圈内径为 ２０ｍｍ ， 熔区高度为 １０ｍｍ 左右 。 设备应有托架 ， 以作为其垂直支撑 ， 并可将石英管平滑且连续地穿过线圈 。 上端利用上轴料夹固定籽晶 ， 下端设计凹槽和密封圈 ， 用于支撑石英管 ， 同时在下末端还配有氩气入口 ， 上端配备氩气出口 。 托架在垂直方向上可以通过手动和电动的方式移动 ， 同时还应尽量减少其水平移动 。 具体如图 １ 所示 。 整个设备都应在不低于 ＧＢ ／ Ｔ２５９１５．１ 中 ６ 级洁净室内安装 、 使用 。 ７ ． ２ 　 颗粒硅熔炉辅助设备 ７ ． ２ ． １ 　 石英漏斗 ， 用于将颗粒硅转移至石英管中 。 ７ ． ２ ． ２ 　 高纯石英管 ， 外径 １８ｍｍ ， 内径 １５ｍｍ ， 长度为 ５５６ｍｍ ， 硼 、 磷含量均小于 ０．２ｍｇ ／ ｇ 。 ７ ． ２ ． ３ 　 聚四氟乙烯活塞 ， 圆柱形的聚四氟乙烯加工后可紧密贴合石英管 。 聚四氟乙烯活塞上钻有大量的小孔 ， 以便氩气从下末端进入 ， 通过粒状多晶硅层 ， 最后从上端排放出去 。 活塞固定在下轴末端 ， 下轴在石英管内可垂直移动 。 ７ ． ２ ． ４ 　 上轴料夹 ， 用于固定籽晶 。 ７ ． ３ 　 废酸气体通风橱 通风橱置于洁净空气环境中 （ 不低于 ＧＢ ／ Ｔ２５９１５．１ 中 ６ 级 ）， 并可以保证酸和水的排放以及电子级水的供应 。 该通风橱主要用于石英管 、 硅料 、 聚四氟乙烯活塞和籽晶等清洗 。 ７ ． ４ 　 层流净化柜 层流净化柜 ， 用来提供洁净空气以干燥部件和酸洗后的硅棒 。 ２ 犌犅 ／ 犜 ３５３０９ — ２０１７ ７ ． ５ 　 检测仪器 硅多晶气氛区熔基磷检验炉的要求见 ＧＢ ／ Ｔ２９０５７ ， 代位碳浓度的分析仪器红外光谱仪的要求见 ＧＢ ／ Ｔ１５５８ ， 施主杂质浓度 、 受主杂质浓度的分析仪器低温傅里叶变换红外光谱仪的要求见 ＧＢ ／ Ｔ２４５８１ 。 区熔基磷检验炉应在不低于 ＧＢ ／ Ｔ２５９１５．１ 中 ６ 级洁净室中安装 、 使用 。 红外光谱仪和低温傅里叶变换红外光谱仪在普通区域使用即可 。 图 １ 　 熔炉设备示意图 ８ 　 取样 取样时利用洁净器具随机抽样 ， 抽样按 ＧＢ ／ Ｔ６６７９ 规定执行 。 取样完毕后将样品密封 ， 至洁净空气环境 （ 不低于 ＧＢ ／ Ｔ２５９１５．１ 中 ６ 级 ） 中用尼龙筛筛分成所需粒径 。 ９ 　 仪器准备 ９ ． １ 　 分析前应对实验所用设备及其备件进行清洗 ， 减少对分析结果的干扰 。 ９ ． ２ 　 石英管 ： 将高纯石英管浸泡在清洗液 １ 中备用 。 使用前用大量电子级水冲洗至中性 ， 然后放在层流净化柜中干燥 。 ９ ． ３ 　 籽晶 ： 利用清洗液 ２ 清洗籽晶 １５ｓ ～ ２０ｓ ， 然后用大量电子级水冲洗至中性 ， 放在层流净化柜中干燥 、 备用 。 ９ ． ４ 　 其余配件用电子级水清洗 ， 然后用无尘纸擦干 。 整个仪器准备都在不低于 ＧＢ ／ Ｔ２５９１５．１ 中 ６ 级洁净室内进行 。 ３ 犌犅 ／ 犜 ３５３０９ — ２０１７ １０ 　 分析步骤 １０ ． １ 　 样品准备 将第 ８ 章中筛分过的颗粒硅先用电子级水反复冲洗 ， 然后用清洗液 ３ 浸泡 ３０ｍｉｎ 左右 ， 再利用清洗液 ４ 浸泡 １０ｍｉｎ 左右 ， 用大量电子级水冲洗至中性 ， 干燥 、 备用 。 １０ ． ２ 　 装置准备 １０ ． ２ ． １ 　 安装聚四氟乙烯活塞 ： 将清洗过的聚四氟乙烯活塞安装在下轴末端 。 １０ ． ２ ． ２ 　 安装石英管 ： 将洁净的石英管安装在下轴 。 １０ ． ２ ． ３ 　 装料 ： 利用高纯石英漏斗将颗粒硅样品装入高纯石英管内 。 １０ ． ２ ． ４ 　 安装籽晶 ： 在上轴安装洁净的籽晶 （ ６ｍｍ×６ｍｍ×１００ｍｍ ）， 调节上轴基座 ， 使籽晶位于石英管中心位置 。 １０ ． ３