硅材料相关知识及M156硅片检验标准
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太阳能级多晶硅1范围本标准规定了太阳能级多晶硅的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则以及包装、标志、运输及贮存。
本标准适用于使用(改良)西门子法和硅烷等方法,生产的棒状多晶硅、块状多晶硅、颗粒状多晶硅。
产品主要用于太阳能级单晶硅棒和多晶硅锭的生产。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/T 1550 非本征半导体材料导电类型测试方法GB/T 1551 硅、锗单晶电阻率测试直流两探针法GB/T 1552 硅、锗单晶电阻率测试直排四探针法GB/T 1553 硅和锗体内少数载流子寿命测定光电导衰减法GB/T 1557 硅晶体中间隙氧含量的红外吸收测量方法GB/T 1558 硅中代位碳原子含量红外吸收测量方法GB/T 4059 硅多晶气氛区熔磷检验法GB/T 4060 硅多晶真空区熔基硼检验法GB/T 4061 硅多晶断面夹层化学腐蚀检验方法GB/T 14264 半导体材料术语SEMI MF1389 光致荧光光谱测单晶硅中Ⅲ-Ⅴ族杂质SEMI MF1535 用微波反射光电导衰减法非接触测量硅片载流子复合寿命的测试方法SEMI MF1630 低温傅立叶变换红外光谱法测量单晶硅中Ⅲ-Ⅴ族杂质SEMI MF1723 利用区熔生长和光谱法评价多晶硅产品规范SEMI MF1724 利用酸提取原子吸收光谱法测量多晶硅表面金属沾污的测试方法3 要求3.1分类产品按外型分为棒状、块状和颗粒状,根据等级的差别分为三级。
3.2牌号多晶硅牌号表示为:SGPSi—□—□阿拉伯数字表示多晶硅等级字母I表示棒状,N表示块状、G表示粒状表示太阳能级多晶硅4 技术要求4.1等级太阳能级多晶硅的等级及相关技术要求应符合表1的规定。
文件更改申请单编号:LW-CX-001-A1-03文件名称硅片检验标准文件编号LW-BZ-009-A1 申请部门铸切技术部申请人王伟批准人批准日期更改原因:1、明确断线移动或类似操作导致的硅片明暗区间判定标准2、变更硅片尺寸范围3、增加硅片表面洁净度要求4、修改崩边要求更改前内容及条款1、无2、156-156.73、无4、B片中崩边要求为:length≤1.5mm;width≤0.5mm个数不限更改后内容及条款1、增加硅片黑色带状区域要求2、155.8-156.73、增加表面玷污定义4、B片中崩边要求为:length≤1.5mm;width≤0.5mm,每片不得超过4处硅片检验标准1 目的规范多晶硅片检测标准。
2 适用范围本标准规定了多晶硅片的电性能、外观尺寸的检验项目、测量器具、判定依据,适用于正常生产的多晶硅片的质量检验。
3 定义3.1检测工具:数显千分尺、henneck分选机、直尺、三丰粗糙仪、MS203电阻率测试、少子寿命测试WT-2000。
3.2检测术语斑点定义:在光强430-650LUX下,距离眼睛40cm,成30-45°角目视能看到颜色异于周围颜色的点即为斑点。
翘曲度:硅片的中面和参考面之间的最大距离和最小距离之差(即a值)。
弯曲度:硅片中心凸起处于参考平面距离差值(即z值)。
硅落:硅片表面有硅晶脱落现象且未穿透。
崩边:以硅片边缘为参考线向内部延伸深度≤0.5mm、长度≤1.5mm及不能崩透的缺损属于崩边。
缺口:光强430-650LUX,目光与硅片成30-45°,距离25-35cm可以看到贯通硅片的称为缺口,看不到的不属于缺口。
水印:未充分烘干,水分蒸发后残留物。
表面玷污:硅片的表面或侧面沾有残胶或油污等杂物。
游离碳黑线:清洗后距离硅片上边缘5mm以内的黑色区域。
微晶:每1cm2长度上晶粒个数>10个。
4 职责权限4.1 技术部负责制定硅片检验标准;4.2 质量部严格按照本文件中检验标准检验硅片。
版本状态临时版文件名称硅片检验页码1/5编制/日期:审核/日期批准/日期:1.目的监测硅片质量,确保电池片质量稳定。
J2.适用范围适用于本公司品质部对所有来料硅片质量的监视和测量。
3.职责3.1 品质部负责制订硅片检验文件。
3.2 品质部负责来料硅片质量的控制。
4.检验4.1核对对照送检单,核对硅片的来源、规格和数量,供方所提供的参数、如电阻率、厚度、对角线长、边长。
检查供方出具的材质报告(碳含量、氧含量、晶向及位错密度),如有不符,须先与采购部沟通,无误后进行检验。
4.2 外观检验4.2.1用刀片划开封条,划时刀片不宜切入太深,刀尖深入不要超过5mm,防止划伤泡沫盒内的硅片。
塑封好的硅片,用刀尖轻轻划开热缩膜四个角,然后撕开热缩膜。
4.2.2 抽出两边的隔版,观察盒内有没有碎片,如有则要及时清理碎片。
4.2.3 检验时戴PVC手套。
从盒内拿出100片硅片(不得超过100片),先把硅片并齐并拢后观察硅片四边是否对齐平整,并用硅片模板进行对照,鉴别是否存在尺寸不对的现象,如不符合,则用游标卡尺测量,并及时记录于硅片外观检验原始记录表上。
4.2.4 再将100片硅片分出一部分使其旋转90度或180度,再并拢观察硅片间是否有缝隙,如有则说明有线痕或是TTV超标的现象。
将缝隙处的硅片拿出来,用MS-203测硅片上不固定的数点厚度(硅片边缘2-5cm以内取点),根据厚度结果确定是否超标。
将线痕、TTV超标片区别放置。
再观察四个倒角是否能对齐,如有偏差,对照硅片模板进行鉴别,把倒角不一致硅片分开放置。
并在硅片外观检验原始记录表上分别记录数量。
4.2.5 观察硅片是否有翘曲现象,翘曲表现为硅片放在平面上成弧形或是一叠硅片并拢后容易散开。
如有,则要把硅片放在大理石平面上,用塞尺测量其翘曲度,将翘曲度超标片区别放置,在硅片外观检验原始记录表上记录数量。
4.2.6 逐片检验硅片,将碎片、缺角、崩边、裂纹、针孔、污物、微晶(特指多晶硅片)等不合格品单独挑出,分别存放,并在硅片外观检验原始记录表上记录。
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单晶硅硅片检验 适用 太阳能事业部 北京中科信电子装备有限公司 受控状态 受控 实施日期 实施责任者 1.范围 本文件规定了光伏电池技术部生产所用单晶硅硅片的来料检验要求。
本文件适用于公司管理体系以规范来料检验。
2.规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而称为本标准的条款。
GB/T 15496 GB/T 19001 企业标准体系 质量管理体系 要求 要求 3.术语和定义 本标准采用 GB/T 19001 和 GB/T 15496 中的术语和定义。
4.检验要求 4.1 材料描述 材料名称:单晶硅硅片 型号:125 物料编号: 分子量:28 化学式:Si 4.2 技术要求 项目 标准 项目 标准 项目 标准 氧含量 ≤1.0*10 18 碳含量 ≤3.0*10 16 掺杂 B 厚度 180±20 um 晶向 <100> 少子寿命 大于 10 us TTV 30 um 作成 审核 垂直度 ±0.5 度 导电类型 P型 弯曲度 50um 批准 承认 对角直径 150±0.5 mm 165±0.5 mm 锯痕 <15 um 对边距离 125±0.5 mm 电阻率 0.5-3Ω.cm 注:本文件的更改,应由建议者提出申请,经批准后方可变更。
变更内容: 文件编号 ZKX-104 版/次 A/0 总1页 第1页 单晶硅硅片检验 适用 太阳能事业部 北京中科信电子装备有限公司 受控状态 受控 实施日期 实施责任者 注:a.少子寿命为硅片的体寿命。
b.来料硅片不作任何钝化处理,实测少子寿命﹥1μs。
4.3 包装要求 4.3.1 300 片或 400 片为一包装盒。
4.3.2 包装盒上应注明产品名称,生产厂家,生产批号,生产日期,数量。
1618845313一、硅片检测 硅片是太阳能电池片的载体,硅片质量的好坏直接决定了太阳能电池片转换效率的高低,因此需要对来料硅片进行检测。
该工序主要用来对硅片的一些技术参数进行在线测量,这些参数主要包括硅片表面不平整度、少子寿命、电阻率、P/N型和微裂纹等。
该组设备分自动上下料、硅片传输、系统整合部分和四个检测模块。
其中,光伏硅片检测仪对硅片表面不平整度进行检测,同时检测硅片的尺寸和对角线等外观参数;微裂纹检测模块用来检测硅片的内部微裂纹;另外还有两个检测模组,其中一个在线测试[url=]模组[/url]主要测试硅片体电阻率和硅片类型,另一个模块用于检测硅片的少子寿命。
在进行少子寿命和电阻率检测之前,需要先对硅片的对角线、微裂纹进行检测,并自动剔除破损硅片。
硅片检测设备能够自动装片和卸片,并且能够将不合格品放到固定位置,从而提高检测精度和效率。
二、表面制绒 单晶硅绒面的制备是利用硅的各向异性腐蚀,在每平方厘米硅表面形成几百万个四面方锥体也即金字塔结构。
由于入射光在表面的多次反射和折射,增加了光的吸收,提高了电池的短路电流和转换效率。
硅的各向异性腐蚀液通常用热的碱性溶液,可用的碱有氢氧化钠,氢氧化钾、氢氧化锂和乙二胺等。
大多使用廉价的浓度约为1%的氢氧化钠稀溶液来制备绒面硅,腐蚀温度为70-85℃。
为了获得均匀的绒面,还应在溶液中酌量添加醇类如乙醇和异丙醇等作为络合剂,以加快硅的腐蚀。
制备绒面前,硅片须先进行初步表面腐蚀,用碱性或酸性腐蚀液蚀去约20~25μm,在腐蚀绒面后,进行一般的化学清洗。
经过表面准备的硅片都不宜在水中久存,以防沾污,应尽快扩散制结。
三、扩散制结 太阳能电池需要一个大面积的PN结以实现光能到电能的转换,而扩散炉即为制造太阳能电池PN结的专用设备。
管式扩散炉主要由石英舟的上下载部分、废气室、炉体部分和气柜部分等四大部分组成。
扩散一般用三氯氧磷液态源作为扩散源。
把P型硅片放在管式扩散炉的石英容器内,在850---900摄氏度高温下使用氮气将三氯氧磷带入石英容器,通过三氯氧磷和硅片进行反应,得到磷原子。
菱形片0.6-1.0㎜线痕片20-50um弯曲片0.5-0.8㎜(任意一条边以测量最大值计算)(凹进或凸出20-50um)(包括应力片)外形片0.6-1.0mm倒角偏差0.6-1.5mm超厚片220-250um (任意一角以测量最大值计算)(以任意两角最大值相加计算)超薄片150-160um硅晶脱落≤0.3mm 毛边≤0.3mm(双面缺损不在同一位置)尺寸不良124.50-126.00mm 尺寸不良148.00-149.50mm 尺寸不良150.50-151.50mm(两边相差不超过1.0mm )B 等品电阻率6-10Ω.cm台阶片≤20um厚薄不均最薄不低于150um 最厚不超过280um TTV50-70um边道翘曲0-80um 边道翘曲边缘测量值280umC等品倒角偏差1.5-2.0mm外形片1.0-2.0mm菱形片1.0-1.5mm(以任意两角最大值相加计算)(任意一角以测量最大值计算)(任意一条边以测量最大值计算)线痕片50-80um超厚片250-280um硅晶脱落≤0.5mm(凹进或凸出)(双面缺损不在同一位置)C 等品毛边≤0.5mm尺寸不良124.00-124.50mm尺寸不良126.00-127.00mm尺寸不良151.50-153.00mm 尺寸不良146.50-148.00mm 电阻率退火后6-10Ω.cmC等品边道翘曲80-150um边道翘曲边缘测量值350um厚薄不均150-280um TTV70-100um不合格品倒角偏差>2.0mm外形>2.0mm硅晶脱落>0.5mm毛边>0.5mm超薄片<150um弯曲>0.8mm电阻率>10Ω.cm电阻率<0.5Ω.cm超厚片>280um边道翘曲>150um孪晶片台阶片>20um线痕>80um缺角孔洞外形〉2.0mm隐裂纹。
硅片的检测1:硅片表面光滑洁净2:TV:220±20um 。
3:几何尺寸:边长:125±0.5mm;对角150±0.5mm、148±0.5mm、165±0.5mm;边长:103±0.5mm、对角:135±0.5mm;边长:150±0.5mm、156±0.5mm、对角:203±0.5mm、200±0.5mm、。
同心度:任意两个弧的弦长之差≤1mm垂直度:任意两边的夹角:90°±0.3二、合格品一级品:垂直度:任意两边的夹角:90°±0.5二级品:1:表面有少许污渍、线痕。
凹痕、轻微崩边。
2:220±30um ≤TV≤220±40um。
3:凹痕:硅片表面凹痕之和≤30um4:崩边范围:崩边口不是三角形,崩边口长度≤1mm ,深度≤0.5mm 5:几何尺寸:边长:125±0.52mm;对角150±0.52mm、148±0.52mm、165±0.52mm;边长:103±0.52mm、对角:135±0.52mm;边长:150±0.52mm、156±0.52mm、对角:203±0.52mm、200±0.52mm、。
同心度:任意两个弧的弦长之差≤1.5mm垂直度:任意两边的夹角:90°±0.8三级品:1:表面有油污但硅片颜色不发黑,有线痕和硅洛现象。
2:220±40um ≤TV≤220±60um。
3:硅落:整张硅片边缘硅晶脱落部分硅晶脱落。
三、不合格品严重线痕、厚薄片:TV>220±60um。
崩边片:有缺陷但可以改¢103的硅片气孔片:硅片中间有气孔外形片:切方滚圆未能磨出的硅片。
倒角片(同心度):任意两个弧的弦长之差>1.5mm菱形片:(垂直度):任意两边的夹角>90°±0.8凹痕片:硅片两面凹痕之和>30um脏片:硅片表面有严重污渍且发黄发黑尺寸偏差片:几何尺寸超过二级片的范围。