GB/T 12962-2015 硅单晶

　　ICS 29. 045 H 82

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 12962—2015代替 GB/T 12962—2005

　　硅 单 晶

　　Monocrystallinesilicon

　　2015-12-10发布 2017-01-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 12962—2015

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。

　　本标准代替 GB/T 12962—2005《硅单晶》。本标准与 GB/T 12962—2005相比 ,主要变化如下 :

　　— 增加了直径小于或等于 50. 8 mm 直拉硅单晶及要求(见 5. 1. 1) ;

　　— 增加了直径 200 mm 区熔硅单晶及要求(见 5. 1. 1) ;

　　— 增加了对直拉硅单晶的载流子寿命要求(见 5. 2. 1) ;

　　— 修订了 n 型区熔高阻硅单晶电阻率范围的要求(见 5. 2. 1) ;

　　— 增加了掺杂比为 F5 的中子嬗变掺杂硅单晶的要求(见 5. 2. 1) ;

　　— 修订了掺杂 比 为 F10 的 中 子 嬗 变 掺 杂 硅 单 晶 的 径 向 电 阻 率 变 化 及 少 数 载 流 子 寿 命 要 求(见 5. 2. 1) ;

　　— 修订了气相掺杂区熔硅单晶的直径 、电阻率及少数载流子寿命等要求(见 5. 2. 1) ;

　　— “金属含量 ”要求中删除了 “重掺杂直拉硅单晶的基硼 、基磷含量由供需双方商定提供 ”内容(见5. 8) ;

　　— 取样由文字描述改为表 6;

　　— 增加了订货单内容(见第 9章) 。

　　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会(SAC/TC203/SC2)共同提出并归 口 。

　　本标准起草单位 :有研新材料股份有限公司 、天津市环欧半导体材料技术有限公司 、浙江中晶科技股份有限公司 、浙江省硅材料质量检验中心 、杭州海纳半导体有限公司 、万向硅峰电子股份有限公司 、浙江金瑞泓科技股份有限公司 、上海合晶硅材料有限公司 、中国有色金属工业标准计量质量研究所 、广东泰卓光电科技股份有限公司 。

　　本标准主 要 起 草 人 : 孙 燕 、张 果 虎 、张 雪 囡 、黄 笑 容 、楼 春 兰 、王 飞 尧 、朱 兴 萍 、何 良 恩 、徐 新 华 、杨素心 、由佰玲 、李丽妍 。

　　本标准所代替标准的历次版本发布情况为 :

　　—GB/T 12962—1991、GB/T 12962—1996、GB/T 12962—2005。

　　硅 单 晶

　　1 范围

　　本标准规定了硅单晶的牌号及分类 、要求 、检验方法 、检验规则 、标志 、包装 、运输 、贮存 、质量证明书和订货单(或合同)内容等 。

　　本标准适用于直拉法 、悬浮区熔法(包括中子嬗变掺杂和气相掺杂) 制备的直径不大于 200 mm 的硅单晶 。产品主要用于制作半导体元器件 。

　　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/T 11073—2007 硅片径向电阻率变化的测量方法

　　GB/T 12964 硅单晶抛光片

　　GB/T 13387 硅及其他电子材料晶片参考面长度测量方法

　　GB/T 13388 硅片参考面结晶学取向 X射线测试方法

　　GB/T 14140 硅片直径测量方法

　　GB/T 14264 半导体材料术语

　　GB/T 14844 半导体材料牌号表示方法

　　GB/T 26067 硅片切口尺寸测试方法

　　GB/T 26068 硅片载流子复合寿命的无接触微波反射光电导衰减测试方法

　　GB/T 30453 硅材料原生缺陷图谱

　　3 术语和定义

　　GB/T 14264和 GB/T 30453界定的术语和定义适用于本文件 。

　　GB/T 12962—2015

　　4 牌号及分类

　　4. 1 牌号

　　硅单晶的牌号表示应符合 GB/T 14844的规定 。

　　4.2 分类

　　4.2. 1 硅单晶按生产工艺分为直拉硅单晶和区熔硅单晶两类 , 即直拉法(CZ)和悬浮区熔法(FZ)[包括中子嬗变掺杂(NTD)和气相掺杂(FGD)] 。

　　4.2.2 硅单晶按导电类型分为 p 型 、n 型两种 。

　　4.2.3 硅单晶按结晶取向可分为〈100> 、〈111> 、〈110>晶向 ,常用晶向为〈100>或〈111> 。

　　4.2.4 硅单晶按直径分为小于 50.8 mm、50.8 mm、76. 2 mm、100 mm、125 mm、150 mm 和 200 mm 七种标称直径规格和其他非标称直径规格 。

　　5 要求

　　5. 1 直径及允许偏差

　　5. 1. 1 硅单晶的直径及允许偏差应符合表 1 的规定 ,超出表 1 所列的直径及允许偏差由供需双方协商确定 。

　　5. 1.2 未滚圆硅单晶的直径及允许偏差由供需双方协商确定 。

　　表 1 硅单晶的直径及允许偏差 单位为毫米

　　5.2 电阻率及载流子寿命

　　5.2. 1 直拉硅单晶的电阻率及载流子寿命

　　5.2. 1. 1 直拉硅单晶的电阻率范围和径向电阻率变化应符合表 2 的规定 。表 2 中未涉及的规格由供需双方协商确定 。

　　5.2. 1.2 直拉硅单晶的载流子寿命要求 , 由供需双方协商确定 。

　　表 2 直拉硅单晶的电阻率及径向电阻率变化

　　5.2.2 区熔硅单晶的电阻率及少数载流子寿命

　　5.2.2. 1 区熔高阻硅单晶的电阻率范围及少数载流子寿命应符合表 3 的规定 。

　　表 3 区熔高阻硅单晶的电阻率及少数载流子寿命

　　5.2.2.2 中子嬗变掺杂硅单晶的电阻率范围 、电阻率允许偏差 、径向电阻率变化以及少数载流子寿命应符合表 4 的规定 。表 4 中未列出的规格及要求由供需双方协商确定 。

　　表 4 中子嬗变掺杂区熔硅单晶的电阻率及少数载流子寿命

　　5.2.2.3 气相掺杂区熔硅单晶的电阻率 、电阻率允许偏差 、径向电阻率变化以及少数载流子寿命应符合

　　表 5 的规定 。表 5 中未列出的规格及要求由供需双方协商确定 。

　　表 5 气相掺杂区熔硅单晶的电阻率和少数载流子寿命

　　5.2.3 微区电阻率条纹的要求由供需双方协商 。

　　5.3 晶向及偏离度

　　5.3. 1 硅单晶的晶向为〈100〉或〈111〉。

　　5.3.2 直拉硅单晶晶向偏离度应不大于 2°。

　　5.3.3 区熔硅单晶晶向偏离度应不大于 5°。

　　5.4 参考面或切 口

　　硅单晶的参考面取向 、长度或切口尺寸应符合 GB/T 12964的规定 。

　　5.5 氧含量

　　5.5. 1 直拉硅单晶的间隙氧含量应不大于 1. 18× 1018 atoms/cm3 ,具体要求由供需双方协商确定 。 重掺杂直拉硅单晶的氧含量要求由供需双方协商确定 。

　　5.5.2 区熔硅单晶的间隙氧含量应不大于 1. 96×1016 atoms/cm3 。

　　5.6 碳含量

　　5.6. 1 直拉硅单晶的代位碳含量应不大于 5× 1016 atoms/cm3 。重掺杂直拉硅单晶的碳含量要求由供需双方协商确定 。

　　5.6.2 区熔硅单晶的代位碳含量应不大于 3×1016 atoms/cm3 。

　　5.7 晶体完整性

　　5.7. 1 硅单晶的位错密度应不大于 100个/cm2 , 即无位错 。

　　5.7.2 硅单晶应无星形结构 、六角网络 、漩涡 、孔洞和裂纹等 。

　　5.7.3 电阻率小于 0. 02 Ω · cm 的重掺杂硅单晶允许观察到杂质条纹 。

　　5.7.4 硅单晶的微缺陷密度及其他缺陷要求可由供需双方协商确定 。

　　5. 8 体金属含量

　　硅单晶的体金属(铁)含量由供需双方协商确定 。

　　6 检验方法

　　6. 1 硅单晶直径及允许偏差的测量按 GB/T 14140的规定进行 。

　　6.2 硅单晶导电类型的检验按 GB/T 1550的规定进行 。

　　6.3 硅单晶电阻率 的 测 量 按 GB/T 1551 的 规 定 进 行 , 也 可 按 GB/T 6616 的 规 定 进 行 。 仲 裁 方 法 按GB/T 1551的规定进行 。

　　6.4 硅单晶径向电阻率变化的测量按 GB/T 11073—2007的规定进行 。

　　6.5 硅单晶的载流子寿命测量按 GB/T 1553或 GB/T 26068的规定进行 , 仲裁方法按 GB/T 1553 的规定进行 。

　　6.6 硅单晶微区电阻率条纹的检验方法由供需双方协商确定 。

　　6.7 硅单晶晶向及晶向偏离度的测量按 GB/T 1555的规定进行或由供需双方协商确定 。

　　6. 8 硅单晶参考面取向的测量按 GB/T 13388的规定进行 。

　　6.9 硅单晶参考面长度的测量按 GB/T 13387的规定进行 。

　　6. 10 硅单晶切口尺寸的测量按 GB/T 26067的规定进行 。

　　6. 11 硅单晶氧含量的测量按 GB/T 1557的规定进行 。重掺杂直拉硅单晶的氧含量测量方法由供需双方协商确定 。

　　6. 12 硅单晶碳含量的测量按 GB/T 1558的规定进行 。重掺杂直拉硅单晶的碳含量测量方法由供需双方协商确定 。

　　6. 13 硅单晶的晶体完整性检验按 GB/T 1554的规定进行 。需要时 ,可参照 GB/T 4058的规定进行 。

　　6. 14 硅单晶的体金属(铁)含量测试方法由供需双方协商确定 。

　　7 检验规则

　　7. 1 检查和验收

　　7. 1. 1 产品应由供方技术(质量) 监督部门进行检验 ,保证产品质量符合本标准和订货单的规定 ,并填写产品质量证明书 。

　　7. 1.2 需方可对收到的产品按本标准的规定进行检 验 ,若 检 验 结 果 与 本 标 准(或 订 货 单) 的 规 定 不 符时 ,应在收到产品之日起 3个月内向供方提出 , 由供需双方协商解决 。

　　7.2 组批

　　产品应成批提交验收 ,每批应由同一牌号 、同一规格的硅单晶组成 。

　　7.3 检验项目

　　7.3. 1 每批产品应检验直径及允许偏差 、导电类型 、电阻率范围 、径向电阻率变化 、区熔硅单晶的少数载流子寿命 、晶向及偏离度 、位错密度 。

　　7.3.2 供需双方协商的检验项目有直拉硅单晶的载流子寿命 、参考面或切口 、氧含量 、碳含量 、杂质条纹 、微缺陷密度及其他缺陷 、体金属(铁)含量等 。

　　7.4 取样

　　7.4. 1 硅单晶的取样应符合表 6 的规定 。

　　表 6 取样

　　表 6 (续)

　　7.4.2 微区电阻率条纹 、体金属(铁)含量等表 6 中未规定项目的取样由供需双方协商确定 。

　　7.5 检验结果的判定

　　7.5. 1 直径及允许偏差 、导电类型 、晶向检验结果中有任一项不合格 ,判该根硅单晶锭不合格 。 除去不合格的硅单晶锭后 ,余下的合格晶锭参加抽样检验其他项 目 。

　　7.5.2 电阻率范围 、径向电阻率变化 、区熔硅单晶的少数载流子寿命 、晶向偏离度 、位错密度采用抽样检验 。抽取 4个试样时 ,有 3个试样不合格判该批硅单晶不合格 ;抽取 3 个及 3 个以下的试样时 ,有 一个试样不合格判该批硅单晶不合格 ;抽取试样大于 4个时 ,检验结果的判定由供需双方协商 。

　　7.5.3 由供需双方协商的检验项 目 ,检验结果的判定由供需双方协商确定 。

　　8 标志、包装、运输、贮存和质量证明书

　　8. 1 标志

　　包装箱外侧应有 “小心轻放”“防潮”“易碎 ”等标识 ,并标明 :

　　a) 供方名称 ;

　　b) 需方名称 、地点 ;

　　c) 产品名称 、牌号 ;

　　d) 产品件数及重量(毛重/净重) 。

　　8.2 包装

　　硅单晶应逐根包装 ,避免晶锭被磕碰 ,然后将经过包装的晶锭装入包装箱内 ,并装满填充物 , 防止晶锭松动 。

　　8.3 运输、贮存

　　8.3. 1 产品在运输过程中应轻装轻卸 ,勿压勿挤 ,并采取防震防潮措施 。

　　8.3.2 产品应贮存在清洁 、干燥的环境中 。

　　8.4 质量证明书

　　每批产品应有质量证明书 ,其上写明 :

　　a) 供方名称 ;

　　b) 产品名称及规格 、牌号 ;

　　c) 产品批号 ;

　　d) 产品净重及硅单晶根数 ;

　　e) 各项分析检验结果和检验部门的印记 ;

　　f) 本标准编号 ;

　　g) 出厂日期 。

　　9 订货单(或合同)内容

　　订购本标准所列产品的订货单(或合同)应包含下列内容 :

　　a) 产品名称 ;

　　b) 产品规格及要求 ;

　　c) 数量 ;

　　d) 本标准编号 ;

　　e) 供需双方协商确定的其他要求 。