半導體硅片電阻率及硅7膜薄層電阻測定非接觸渦流法編制說明

1、協(xié)會標準多晶硅用回收氫氣中氯化氫、氮氣、氧氣、總碳含量的測定 氣相色譜法（討論稿）編制說明一、工作簡況1、 立項目的及意義半導體材料（尤其是集成電路工業(yè)）是電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心，是國民經(jīng)濟現(xiàn)代化與信息化建設的先導與支柱產(chǎn)業(yè)。半導體硅單晶材料則是半導體工業(yè)的最重要的主體功能材料，多晶硅是生產(chǎn)單晶硅的直接原料，是當代人工智能、自動控制、信息處理、光電轉(zhuǎn)換等半導體器件的電子信息基礎(chǔ)材料，是極為重要的優(yōu)良半導體材料，回收氫氣作為多晶硅生產(chǎn)的重要原料還原劑和載流氣體， 回收氫氣的品質(zhì)直接影響著多晶硅的品質(zhì)。多晶硅的生產(chǎn)技術(shù)主要為改良西門子法和硅烷法。 西門子法通過氣相沉積的方式生產(chǎn)柱狀多晶硅，為了提

2、高原料利用率和環(huán)境友好，在前者的基礎(chǔ)上采用了閉環(huán)式生產(chǎn)工藝即改良西門子法。它是由德國 Siemens公司發(fā)明并于 1954 年申請了專利 1965 年左右實現(xiàn)了工業(yè)化。經(jīng)過幾十年的應用和發(fā)展，西門子法不斷完善，先后出現(xiàn)了第一代、第二代和第三代，第三代多晶硅生產(chǎn)工藝即改良西門子法，它在第二代的基礎(chǔ)上增加了還原尾氣干法回收系統(tǒng)、 SiCl4 回收氫化工藝，實現(xiàn)了完全閉環(huán)生產(chǎn)，是西門子法生產(chǎn)高純多晶硅技術(shù)的最新技術(shù)。硅在西門子法多晶硅生產(chǎn)流程內(nèi)部的循環(huán)利用。干法回收氫中的總碳，氧氣，氮氣等，氧與硅的親和力很強，在高溫工作條件下極易氧化生成二氧化硅，在多晶硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生加層現(xiàn)象；總碳會造成多晶硅成品

3、中碳含量升高，所以回收氫氣的品質(zhì)控制有重要意義。干法回收系統(tǒng)回收的氫氣中氯化氫含量高，則在多晶硅生產(chǎn)過程的前期出現(xiàn)倒爐現(xiàn)象，后期可能出現(xiàn)磷超標的現(xiàn)象，嚴重影響多晶硅的品質(zhì)；氯化氫的存在，若遇到水分會造成管道腐蝕，降低設備壽命，對回收氫氣中氯化氫含量的有效控制，對于提高多晶硅品質(zhì)、節(jié)約生產(chǎn)成本，目前多晶硅行業(yè)中尚無統(tǒng)一標準的檢測方法。目前測定氯化氫的方法有離子色譜法，分光光度法，紅外光譜法，采用離子色譜法時需將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯離子進行檢測，操作過程繁瑣，耗氣量大耗時長等缺點；采用分光光度法，操作繁瑣，誤差大，穩(wěn)定時間長等；傅里葉紅外光譜法分析方法，回收氫氣中的其他氣體干擾其測定?；谝陨显蛩?/p>

4、回收氫氣中氯化氫含量的測定氣相色譜法，對多晶硅生成管控產(chǎn)生重要意義。2、 任務來源1根據(jù)國家工信部關(guān)于下達 2017 年協(xié)會標準制修訂計劃的通知（中色協(xié)科字 20178 號）文件精神，由新特能源股份有限公司負責修訂多晶硅用回收氫氣中氯化氫、氮氣、氧氣、總碳含量的測定 氣相色譜法，由全國半導體設備和材料標準化技術(shù)委員會材料分會負責歸口，計劃編號 2016-023-T/CNIA ，計劃完成時間為 2018 年。3、 編制單位簡況新特能源股份有限公司 簡稱：新特能源 成立于 2008 年，主要推崇綠色制造、循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式，在致力太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈建設的基礎(chǔ)上，從循環(huán)經(jīng)濟的減量化、再利用和循環(huán)使用原則

5、出發(fā)，采用全閉環(huán)的多晶硅生產(chǎn)工藝。建立納米材料分公司、新能建材有限公司，利用多晶硅生產(chǎn)中副產(chǎn)物四氯化硅生產(chǎn)氣相二氧化硅，利用發(fā)電過程產(chǎn)生的煤渣、粉煤灰等生產(chǎn)加氣塊，變廢為寶。被評為國家“優(yōu)秀循環(huán)經(jīng)濟企業(yè)”。生產(chǎn)、研發(fā)、銷售高純多晶硅、多晶硅 /單晶硅硅片、高純四氯化硅、氣相二氧化硅等產(chǎn)品，并提供硅產(chǎn)業(yè)技術(shù)服務，主導產(chǎn)品為多晶硅，目前，多晶硅生產(chǎn)規(guī)模達到 15000 噸/年，居世界前八位，中國前三位。新特能源堅持機制創(chuàng)新、體制創(chuàng)新、科技創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、文化創(chuàng)新的創(chuàng)新求變理念，2012 年經(jīng)新特能源股份有限公司高層領(lǐng)導研究決定在新特能源質(zhì)檢中心的基礎(chǔ)上組建了新疆新特新能材料檢測中心有限公司， 本公

6、司于 2013 年和 2014 年兩年間相繼取得 CMA 和 CNAS 資質(zhì)，本公司實驗室有效建筑面積 6540m2，其中十萬級恒溫空間占地 6340 m2，千級高潔凈間占地 756 m2；實驗室儀器配置涵蓋了氣相、液相色譜，光譜、質(zhì)譜等常規(guī)及高尖端分析檢測儀器 ,超潔凈的環(huán)境、高尖端的設備為無機痕量級分析奠定了基礎(chǔ)，這些設備為后續(xù)的多晶硅實驗檢測提供了良好的硬件設施及條件。二、主要工作過程2017年 4月，新特能源股份有限公司接到工信部工作計劃后，在全國半導體設備和材料標準化技術(shù)委員會的組織下，成立了標準編制組，由邱艷梅任組長。標準編制組充分調(diào)研了本公司和同行業(yè)其他單位對回收氫氣的品質(zhì)要求和

7、檢測現(xiàn)狀。多晶硅用回收氫氣中氯化氫含量測定氣相色譜法在執(zhí)行過程中，首先對儀器設備進行確定，然后用標準氣體進樣定性確定色譜峰，對色譜條件進行確定。多晶硅用回收氫氣中氧氣、氮氣、總碳含量的測定，目前實驗室就在使用氣象色譜法進行檢測，首先隊以往檢測數(shù)據(jù)匯總并分析，用標準氣體進行進一步驗證，并對色譜條件進行優(yōu)化。三、本標準編制的原則和主要內(nèi)容2標準編制原則1.1.本標準的編寫格式按國家標準 GB/T1.1-2009標準化工作導則 第 1 部分：標準的結(jié)構(gòu)和編寫的統(tǒng)一規(guī)定和要求進行編寫的；1.2.本標準在制定過程中，以現(xiàn)有的紅外法檢測氯化氫含量的方法，氣體中氧氣、氮氣、總碳的含量分析方法為基礎(chǔ)，結(jié)合目前

8、同行業(yè)中對回收氫氣的品質(zhì)要求以及各成分濃度大小對多晶硅品質(zhì)影響等因素開發(fā)研究使用氣相色譜法來檢測，并綜合考慮了行業(yè)的實際需求與未來一段時間內(nèi)的技術(shù)發(fā)展要求。本標準的主要內(nèi)容標準主要內(nèi)容： 范圍、 術(shù)語和定義、 干擾因素、測量儀器、測量步驟，五大部分的內(nèi)容。 與現(xiàn)有方法做對比， 根據(jù)現(xiàn)階段行業(yè)內(nèi)對原料的使用際需求技術(shù)指標上做了優(yōu)化和調(diào)整。2.1 氧氣、氮氣標準氣體氫氣中氧氣、氮氣測定數(shù)據(jù)表序號檢測項目123456標準偏差相對標準偏差氧氣1100.1100.0100.2100.1100.2100.10.075270.000752（標準值 100ppm）氮氣2（標準值 200ppm）20220120

9、02002032000.9831920.0048962.3 總碳標準氣體氫氣中甲烷、一氧化碳、二氧化碳測定數(shù)據(jù)表序號檢測項目123456標準偏差相對標準偏差一氧化碳1（標準值4.98ppm）4.964.984.974.9954.980.0141420.002842甲烷（標準值5.15ppm ）5.125.135.155.125.155.130.0136630.0026623二氧化碳5.335.345.365.355.335.350.0121110.002266（標準值5.35ppm ）3三、 標準水平分析目前國內(nèi)對多晶硅生產(chǎn)用回收氫氣中氯化氫、氧氣、氮氣、總碳含量的測定沒有統(tǒng)一的標準。該標準參考現(xiàn)有的方法和文獻，針對多晶硅行業(yè)的要求的實際問題進行研究，標準主要針對多晶硅行業(yè)的中氫氣中氯化氫、氧氣、氮氣、總碳含量的測定氣相色譜法提出一些規(guī)范性要求，以期更好地指導生產(chǎn)。四、與現(xiàn)行法律、法規(guī)的關(guān)系本標準符合現(xiàn)行法律、法規(guī)和相關(guān)強制性標準的要求。五、重大分歧意見的和依據(jù)處理經(jīng)過本標準在制定過程中廣泛征求了多晶硅生產(chǎn)制造企業(yè)及使用客戶的意見，在修訂、討論、預審過程中無重大分歧意見。六、標準作為強制性或推薦性標準的建議本標準建議作為