ICS29.045 H82 中华人民共和国国家标准 GB/T12962—2015 代替GB/T12962—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前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准代替GB/T12962—2005《硅单晶》。本标准与GB/T12962—2005相比,主要变化如下: ———增加了直径小于或等于50.8mm直拉硅单晶及要求(见5.1.1); ———增加了直径200mm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/T12962—1991、GB/T12962—1996、GB/T12962—2005。 ⅠGB/T12962—2015 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200mm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/T1550 非本征半导体材料导电类型测试方法 GB/T1551 硅单晶电阻率测定方法 GB/T1553 硅和锗体内少数载流子寿命测定 光电导衰减法 GB/T1554 硅晶体完整性化学择优腐蚀检验方法 GB/T1555 半导体单晶晶向测定方法 GB/T1557 硅晶体中间隙氧含量的红外吸收测量方法 GB/T1558 硅中代位碳原子含量红外吸收测量方法 GB/T4058 硅抛光片氧化诱生缺陷的检验方法 GB/T6616 半导体硅片电阻率及硅薄膜薄层电阻率测试方法 非接触涡流法 GB/T11073—2007 硅片径向电阻率变化的测量方法 GB/T12964 硅单晶抛光片 GB/T13387 硅及其他电子材料晶片参考面长度测量方法 GB/T13388 硅片参考面结晶学取向X射线测试方法 GB/T14140 硅片直径测量方法 GB/T14264 半导体材料术语 GB/T14844 半导体材料牌号表示方法 GB/T26067 硅片切口尺寸测试方法 GB/T26068 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/T30453 硅材料原生缺陷图谱 3 术语和定义 GB/T14264和GB/T30453界定的术语和定义适用于本文件。 1GB/T12962—2015 4 牌号及分类 4.1 牌号 硅单晶的牌号表示应符合GB/T14844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50.8mm、50.8mm、76.2mm、100mm、125mm、150mm和200mm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 硅单晶直径 <50.850.8 76.2 100 125 150 200 允许偏差 ±0.5 ±0.5 ±0.5 ±0.3 ±0.3 ±0.3 ±0.3 注:硅单晶的直径及允许偏差均指加工后的硅片标称尺寸。 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。 2GB/T12962—2015 表2 直拉硅单晶的电阻率及径向电阻率变化 导 电 类 型掺 杂 元 素电阻率范围a/ (Ω·cm)径向电阻率变化b/% <50.8mm <100>/<111>50.8mm <100>/<111>76.2mm <100>/<111>100mm <100>/<111>125mm <100>/<111>150mm <100>/<111>200mm <100> pB0.001~0.1 ≤8 ≤8 ≤8 ≤6/≤6≤6/≤9≤5/≤8 ≤12 >0.1~60 ≤8 ≤8 ≤8 ≤8/≤9≤6/≤9≤5/≤8 ≤5 nP0.001~0.1≤15/≤25≤15/≤25≤15/≤25≤15/≤25≤15/≤25≤15/≤25≤15 >0.1~60≤12/≤20≤12/≤20≤12/≤20≤12/≤25≤12/≤25≤12/≤25≤15 nSb≤0.02 ≤12/20≤12/20≤12/20≤12/≤25≤10/≤25≤10/≤35≤12 As≤0.006≤12/20≤12/20≤12/20≤12/≤25≤12/≤30≤12/≤30≤12 a电阻率的数值是在硅单晶断面使用直排四探针测量的。 b径向电阻率变化的数值是在硅单晶规定端面或硅片上使用直排四探针测定的。 当硅单晶直径>50.8mm时,按GB/T11073—2007的B方案选点测量,并按式(1)计算: RV=(ρa-ρc)/ρc×100% …………………………(1) 式中: RV———径向电阻率变化; ρa———硅片距边缘6mm处,90°间隔4点测得的电阻率的平均值; ρc———硅片中心点测得的两次电阻率的平均值。 当硅单晶直径≤50.8mm时,按GB/T11073—2007的D方案选点测量,并按式(2)计算: RV=(ρM-ρm)/ρm×100% …………………………(2) 式中: ρM———测得的最大电阻率值; ρm———测得的最小电阻率值。 径向电阻率变化如需按其他方法进行测试,由供需双方协商确定。 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 导电类型 掺杂元素 直径/mm 电阻率范围a/(Ω·cm)少数载流子寿命/μs p B 30~200 3000~20000 >500 n P 30~200 800~10000 >1000 a电阻率数值为用二探针测量的硅单晶电阻率。 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。 3GB/T12962—2015 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 导电类型 晶向 掺杂比电阻率范围a/ (Ω·cm)电阻率允许 偏差/%径向电阻率 变化b/%少数载流子 寿命/μs n<100> <111>F5 由供需双方协商确定 ≤10 >300 F10 ≤30 ±10 ≤8 >300 n<100> <111>F10>30~300 >300~600±10 ±13≤8 ≤8>300 a电阻率数值是用二探针法测量硅单晶锭的纵向电阻率或用直排四探针法测量硅单晶端面或硅片中心的电阻率。 b径向电阻率变化:当硅单晶直径≤50.8mm时,按GB/T11073—2007的B方案测量和计算,当硅单晶直径 >50.8mm时按GB/T11073—2007中的C方案测量计算。 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 导电 类型掺杂 元素直径/mm电阻率范围a/(Ω·cm)径向电阻率变化b/%