国家标准《硅晶体中间隙氧含量的红外吸收测量方法》.doc

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1、国家标准《硅晶体中间隙氧含量的红外吸收测量方法》（预审稿）编制说明一、工作简况1、立项目的及意义半导体材料（尤其是集成电路工业）是电子信息产业的基础和核心，是国民经济现代化与信息化建设的先导与支柱产业。半导体硅单晶材料则是半导体工业的最重要的主体功能材料，至今全球信息产业使用的硅材料仍占半导体材料总量的95％以上，而且国际集成电路（IC）芯片及各类半导体器件的95％以上也是用硅片制造的。高纯硅材料产业是重要的战略性新兴产业，符合国家的产业发展方向。该标准项目是对高纯硅（单晶或多晶）材料中痕（微）量氧杂质进行准确

2、地分析检测，为国内高纯硅材料的生产、质量判定及国际贸易提供技术支撑。半导体产业的发展是建立在晶体硅材料的研究基础上，一般要求晶体的质量越高越好。而硅晶体的质量与其中的杂质和缺陷相关。氧是硅晶体中最主要的轻元素杂质，它们在器件制造过程中极易形成沉淀，导致器件性能的下降或失效。氧在硅中大部分处于间隙位置，由氧形成的热施主会使得n型硅单晶样品电阻率下降，p型样品电阻率增加，而这些性质的变化影响硅片径向电阻率的均匀度，对电子器件的生产有着重要的影响，使电阻率热稳定性变差，器件成品率下降。氧在硅中也有一些积极作用，氧含量

3、达到一定浓度以上时，对硅单晶机械强度有增强作用，但这种增强作用只有氧处于溶解状态时才会产生，当氧沉淀时，不但不能增强反而会有所破坏。氧在后期制造太阳能电池的过程中也容易引起沉淀或者和某些金属杂质结合在一起，形成新施主、电学中心等，使所制作的太阳能电池的性能不稳定，影响太阳能电池的转换效率和光衰减效率。因此，准确地检测氧含量，对硅材料具有重要意义。2、任务来源根据国家标准委《关于下达2014年第二批国家标准修订计划的通知》（国标委综合[2014]89号）文件精神，由新特能源股份有限公司负责修订《硅晶体中间隙氧含量

4、的红外吸收测量方法》，计划编号20151786-T-469，计划完成时间为2017年。3、编制单位简况新特能源股份有限公司，成立于2008年，主要推崇绿色制造、循环经济发展模式，在致力太阳能光伏产业链建设的基础上，从循环经济的减量化、再利用和循环使用原则出发，采用全闭环的多晶硅生产工艺。建立纳米材料分公司、新能建材有限公司，利用多晶硅生产中副产物四氯化硅生产气相二氧化硅，利用发电过程产生的煤渣、粉煤灰等生产加气块，变废为宝。被评为国家“优秀循环经济企业”。生产、研发、销售高纯多晶硅、多晶硅/单晶硅硅片、高纯四氯

5、化硅、气相二氧化硅等产品，并提供硅产业技术服务，主导产品为多晶硅，目前，多晶硅生产规模达到15000吨/年，居世界前八位，中国前三位。新特能源股份有限公司坚持机制创新、体制创新、科技创新、管理创新、文化创新的创新求变理念，2012年经新特能源股份有限公司高层领导研究决定在新特能源股份有限公司质检中心的基础上组建了新疆新特新能材料检测中心有限公司，本公司于2013年和2014年两年间相继取得CMA和CNAS资质，本公司实验室有效建筑面积6540m2，其中十万级恒温空间占地6340m2，千级高洁净间占地756m2；

6、实验室仪器配置涵盖了气相、液相色谱，光谱、质谱等常规及高尖端分析检测仪器,超洁净的环境、高尖端的设备为无机痕量级分析奠定了基础，这些设备为后续的多晶硅实验检测提供了良好的硬件设施及条件。4、主要工作过程2015年2月，新特能源股份有限公司接到国标委工作计划后，在全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分会的组织下，成立了标准编制组，由邱艳梅任组长。标准编制组充分调研了客户对太阳能级多晶硅和电子级多晶硅中氧浓度检测中存在难点和盲点。分析了近几年来单晶生产客户对于氧浓度关注的焦点和检测争议点。对于晶体硅中氧浓度检测

7、技术指标反推至气氛悬浮区熔法单晶制备和中间原料的质量控制水平进行了反复推算，在既满足市场需求又保证检测过程能准确控制两大方面的前提下完成了《硅晶体中间隙氧含量的红外吸收测量方法》标准的修订。《硅晶体中间隙氧含量的红外吸收测量方法》2006版本将GB/T1557-1989、GB/T14143-1993进行整合修订并在原标准的基础上参考ASTMF1188：2000《用红外吸收法测量硅中间隙氧原子含量的标准方法》修改的。根据GB/T12963-2014《电子级多晶硅》和《太阳能级多晶硅》修订稿中对电子级多晶硅及太阳能

8、特级品、1、2、3级的各项技术指标均做了大幅度提升，其中新增太阳能级特级品氧浓度为≤0.2×1017atoms/cm3，太阳能1级品氧浓度变更为≤0.5×1017atoms/cm3，太阳能2级品氧浓度变更为≤0.8×1017atoms/cm3，太阳能3级品氧浓度变更为≤1.0×1017atoms/cm3；《电子级多晶硅》中新增电子级1级品氧浓度为0.1×1017atoms/cm3。各多