国家标准《硅片和硅锭载流子复合寿命的无接触微波反射光电
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国家标准《硅晶锭尺寸的测定激光法》(预审稿)编制说明一、工作简况1、立项目的和意义目前全球光伏组件出货量中的90%以上为晶硅材料。
其中,单晶组件占20%左右,多晶组件占70%左右。
在晶硅材料中,无论是单晶硅片还是多晶硅片,皆是由单晶锭或多晶锭通过多线切片技术切割而成,为了获得符合规范的硅片产品,切片前需要对单晶晶锭或多晶小方锭(统称为硅晶锭)进行尺寸等外观的测量与检验。
目前,对于硅晶锭尺寸的测量,行业内普遍采用的方法为游标卡尺对硅晶锭的头、中、尾三个位置进行取点测试,如国标“GB/T 29054-2012太阳能级铸造多晶硅块”和”GB/T 25076-2010太阳电池用硅单晶”中对硅晶锭外形尺寸的检测都采用了游标卡尺的方法。
在实际使用中,游标卡尺的磨损会导致测试结果的偏移,再者,游标卡尺测量还存在人为影响因素大,测量点有限等问题,这与大批量生产所要求的准确、快速、高效相违背,其中,测试点数量有限,加大了硅晶锭不良尺寸漏检的可能性。
因此,国内在大批量生产的硅晶锭检验中亟待建立一种准确、快速、高效的测试方法。
本标准的制定将满足这一需求,且与产品标准配套,便于产品标准的实施。
制定《硅晶锭尺寸的测定激光法》的国家标准,能进一步补充硅材料产品测试标准体系,有利于规范、指导硅单晶锭、多晶锭的生产,促进产业的进步和发展。
2、任务来源根据2016年6月12日《国家标准委关于下达2016年第一批国家标准制修订计划的通知》(国标委综合[2016] 39号)的要求,由苏州协鑫光伏科技有限公司负责《硅晶锭尺寸的测定激光法》的编制,项目编号:20160588-T-469,要求2018年完成。
2016年6月在湖北宜昌召开的任务落实会上中,经过与会的行业技术人员讨论,决定将硅晶锭尺寸的测定激光法纳入标准起草。
3、项目承担单位概况本项目承研单位苏州协鑫光伏科技有限公司。
苏州协鑫光伏科技有限公司于2010年5月13日成立,是香港上市公司保利协鑫能源控股有限公司(股票代号:3800.HK)全资控股的从事高纯多晶硅切片、单晶硅切片生产的新能源企业。
国家标准《硅片表面金属沾污的全反射X光荧光光谱测试方法》(送审稿)编制说明一工作简况1. 任务来源根据《国家标准委关于下达2012年第一批国家标准制修订计划的通知》(国标委综合[2012]50号)的要求,由有研新材料股份有限公司、万向硅峰电子有限公司负责对GB/T 24578-2009《硅片表面金属沾污的全反射X光荧光光谱测试方法》国家标准进行修订。
项目计划编号为20120277-T-469。
2.标准项目承担单位简况有研新材料股份有限公司,原名有研半导体材料股份有限公司。
2014年1月,公司重大资产重组发行股份购买资产部分完成,有研亿金新材料有限公司、有研光电新材料有限责任公司成为公司全资子公司,有研稀土新材料股份有限公司成为公司控股子公司。
有研新材料是由北京有色金属研究总院独家发起,以募集方式设立的股份有限公司,成立于1999年3月12 日,并在上海证券交易所挂牌上市(股票简称“有研硅股”),公司成立以来,承担了“九五”、“十五”“十一五”期间国家硅材料领域多项重大攻关任务和产业化工程,并支撑和带动了国内相关配套产业和技术发展。
现已形成具有自主知识产权的技术体系和产品品牌,产品可用于集成电路、分立器件、太阳能等多个领域,远销美国、日本、西班牙、韩国、台湾、香港等地,在国内外市场具有较高的知名度和影响力。
成为中国半导体硅材料领域技术水平最高、生产规模最大的高科技上市公司和具有国际水平的半导体材料研究、开发、生产基地。
万向硅峰电子有限公司:是由万向集团公司、美国乐赛亚洲投资公司和开化县国有资产经营责任有限公司共同投资。
创建于1968年,公司主要产品为:Ф76.2mm~200mmCZ 硅单晶,Ф76.2mm~150mm重掺砷、锑、硼硅单晶,Ф76.2mm~200mm硅单晶切割、研磨片及Ф76.2mm~150mm硅单晶抛光片。
同时提供空间用太阳能级硅单晶片被广泛用于我国航天航空领域,目前公司太阳能硅单晶260吨、研磨片100万片/月、抛光片20万片/月的生产能力,产品出口美国、韩国、日本、台湾和香港等国家和地区,其各项经济指标位居国内同行前列,是国内最大的半导体分立器件用硅单晶研磨片生产企业。
《太阳能级多晶硅》国家标准前言本标准是为习惯我国光伏产业日益进展的需要,在修改采纳SEMI 16-1296《硅多晶规范》标准的基础上,结合我国多晶硅生产、试验、使用的实际情形而制定的。
本标准的制定能满足市场及用户对太阳能级多晶硅的质量要求。
本标准考虑了目前市场上的大部分用于太阳能光伏产业的多晶硅料,包括:棒状料、块状料、颗粒料、粉状料等,按照不同种类的多晶硅加工、生产太阳能电池其转换率情形,将太阳能级多晶硅纯度分为三级。
与SEMI 16-1296相比增加了基体金属杂质内容。
本标准的术语与有关标准和谐一致。
本标准由中国有色金属工业协会提出。
本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分技术委员会归口。
本标准起草单位:洛阳中硅高科技有限公司、无锡尚德太阳能电力有限公司、中国电子材料行业协会、西安隆基硅材料股份有限公司、四川新光硅业科技有限公司。
太阳能级多晶硅1 范畴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。
产品要紧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,鼓舞按照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取测量方法GB/T 1558 硅中代位碳原子含量红外吸取测量方法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判多晶硅产品规范SEMI MF1724 利用酸提取原子吸取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,按照等级的差别分为三级。
国家标准《硅片表面薄膜厚度的测试光学反射法》编制说明(送审稿)一、工作简况1、标准立项目的和意义集成电路产业是信息技术产业的核心,是国家重要的基础性、先导性和战略性产业,是推动国民经济和信息化发展的主要高新技术。
近10年来,我国的集成电路产业发展迅猛,随着高端集成电路市场在国内的兴起,对硅抛光衬底片中金属的要求越来越高。
为了取得更洁净的表面,引入了背面长多晶的吸杂工艺;同时对外延用重掺硅抛光片,为了防止在外延过程中的自掺杂和缩短外延工艺时间,通常会在硅片背表面生产一层氧化膜作为背封膜。
这两种工艺要求已经成为硅抛光片重掺产品中非常常见的要求,因此规范这类背封膜和多晶层的厚度测试及质量评估变得尤为重要,背封膜厚和多晶层的厚度及均匀性会直接影响器件后续工艺的成品率。
本标准描述的测试方法是目前广泛应用于硅片行业内对背封膜和背面多晶(本方法中将这两类统称为硅片表面薄膜)的测试方法。
2、任务来源根据《国家标准化管理委员会关于下达第一批推荐性国家标准计划的通知》(国标委发[2019]11号)的要求,由有研半导体材料有限公司负责国家标准《硅片薄膜厚度的测试光学反射法》的制定工作,计划编号为20190796-T-469。
3、主要工作过程3.1、起草阶段本项目在下达计划后,组织了专门的标准编制小组,进行了设备、用户要求、相关标准应用等方面的调研和收集;与同行、设备商进行了充分的沟通;结合多年来国内外用户对硅片薄膜厚度的要求和多年的测试实践,按照国家标准的格式要求起草了本标准,并于2019年5月形成了标准讨论稿。
2019年5月16日,由全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分技术委员会组织,在浙江省宁波市召开了《硅片表面薄膜厚度的测试光学反射法》标准第一次工作会议(讨论会),共有南京国盛电子有限公司、浙江金瑞泓科技股份有限公司、江苏中能硅业科技发展有限公司等28个单位36位专家参加了本次会议。
与会专家对标准讨论稿进行了逐条讨论,并对规范性引用文件、测试环境、仪器设备等提出了修改意见。
国家标准《半导体器件功率器件用碳化硅同质外延片缺陷的无损检测识别判据第1部分:缺陷分类》编制说明一、工作简况立项目的和意义碳化硅(SiC)作为典型的宽禁带半导体材料,与硅(Si)相比,具有击穿电场高、导热率高、饱和电子漂移速度高和本征载流子浓度低等优越的物理性能,非常适合在大功率、高温和高频环境下应用,因此广泛应用于新一代功率半导体器件中。
SiC基功率半导体器件相对于硅基器件,具有更快的开关速度、低损耗、高阻断电压和耐高温等性能。
当前: 全球半导体产业正处于深度变革,化合物半导体成为产业发展新的关注点,我国正加紧产业布局,抢占发展的主动权。
SiC外延片是在碳化硅单晶抛光片上经过化学气相沉积反应生长一层导电类型、载流子浓度、厚度和晶格结构都符合要求的碳化硅单晶薄膜,SiC同质外延片中存在的缺陷是衡量Sic外延片质量的重要参数,也直接影响SiC基功率半导体器件的成品率和可靠性,准确识别SiC外延片中的缺陷,对于SiC外延片的制备、使用有重要的意义。
关于SiC外延片中的缺陷分类及其检测方法,在我国目前均无统一的标准,需制定国家标准,规范SiC外延片的缺陷分类及其检测方法,指导SiC外延片的生产和使用,促进国内SiC半导体材料和SiC基功率半导体器件的发展。
1、任务来源《半导体器件功率器件用碳化硅同质外延片缺陷的无损检测识别判据第1部分:缺陷分类》标准制定是2021年第4批国家标准计划项目,计划项目批准文号:国标委发【2021】41号,计划项目代号:-T-469。
归口单位为全国半导体设备和材料标准化技术委员会(TC 203),执行单位为全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分会(TC 203/SC2),承办单位为中国电子科技集团公司第十三研究所,项目周期为18个月。
2、主要工作过程起草阶段2021.1〜2021. 6:成立了编制组,查询、收集和分析相关标准资料。
编制组由半导体材料的设计人员、工艺人员、检验试验管理人员和标准化人员组成;编制组首先对IEC 63068-1 Edi. 0:2019进行翻译和研究,同时对收集的SiC外延材料相关的标准和资料进行分析,在草案的基础上对标准的内容进行进一步的完善,形成《半导体器件功率器件用碳化硅同质外延片缺陷的无损检测识别判据第1部分:缺陷分类》征求意见稿。
GB/T 25074-2010 太阳能级多晶硅主要内容分类:棒状、块状、颗粒状,按等级分三级牌号1. 尺寸范围1.1破碎的块状多晶硅具有无规则的形状和随机尺寸分布,其线性尺寸最小为3mm,最大为200mm。
分布范围为:a.3-25mm的最多占重量的15%;b.25-100mm的占重量的15-35%;c.100-200mm的最少占重量的65%。
1.2颗粒状硅粒度范围为1-3mm。
1.3棒状多晶硅的直径、长度尺寸由供需双方商定。
2. 表面质量2.1块状、棒状多晶硅断面结构应致密。
2.2多晶硅免洗或经表面清洗,都应达到直接使用要求。
所有多晶硅的外观应无色斑、变色,无目视可见的污染物和氧化的外表面。
2.3多晶硅中不允许出现氧化夹层。
3. 引用标准3.1 GB/T 1550 非本征半导体材料导电类型测试方法3.2 GB/T 1551 硅单晶电阻率测定方法3.3 GB/T 1553 硅和锗体内少数载流子寿命测定光电导衰减法3.4 GB/T 1557 硅晶体中间隙氧含量的红外吸收测量方法3.5 GB/T 1558硅中代位碳原子含量红外吸收测量方法3.6 GB/T 4059 硅多晶气氛区熔磷检验方法3.7 GB/T 4060 硅多晶真空区熔基硼检验方法3.8 GB/T 4061 硅多晶断面夹层化学腐蚀检验方法3.9 GB/T 24574 硅单晶中Ⅲ-Ⅴ族杂质的光致发光测试方法3.10 GB/T 24581 低温傅立叶变换红外光谱法测量单晶硅中Ⅲ、Ⅴ族杂质含量的测试方法3.11 SEMI MF 1535 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4. 测试方法4.1多晶硅导电类型检验按GB/T 1550测试。
4.2多晶硅电阻率测量按GB/T 1551测试。
4.3少数载流子寿命测量按GB/T 1553或SEMI MF 1535测试。
4.4多晶硅中氧浓度测量按GB/T 1557测试。
4.5中碳浓度测量按GB/T 1558测试。
中华人民共和国电子行业军用标准微波功率晶体管用硅外延片规范SJ 20514-1995 Specification for silicon epitaxial warefor microwave power transistor1范围1.1主题内容本规范规定了微波功率晶体管用硅外延片的要求、质量保证规定和交货准备及有关规则。
1.2适用范围本规范适用于微波功率晶体管用直径为38mm以上的同质硅外延片,其它半导体分立器件同质硅外延片也可参照采用。
1.3牌号硅外延片牌号由下列五部分组成:J一口--Sim口一口1 2 3 4 5第1部分用汉语拼音字母“J”表示军用;第2部分用英文缩写字母表示外延方法;第3部分用元素符号“Si”表示硅材料;第4部分表示外延片结构;第5部分表示晶向。
示例1:J--VPE—Si—n/n+<111>表示在<111>晶向的n+型衬底上生长n型外延层的硅汽相外延片。
示例2:J--VPE--Si—n n/n/n-- <111>表示<111>晶向的n+衬底上先生长n层再生长n层的硅汽相外延片。
2引用文件GB 6617--86硅片电阻率的扩展电阻探针测试方法GB 6624--86硅单晶抛光片表面质量目测检验方法GB 12962--9l硅单晶GB 12964--91硅单晶抛光片GB/T 14264—93 半导体材料术语GJB 179--86 计数抽样检查程序及表SJ1550--79 硅外延片检测方法SJ 1551—79 硅外延层电阻率测试方法(电容一电压法)3要求3.1 衬底衬底应符合GB 12962和GB 12964的要求,晶向及晶向偏离按合同规定。
3.2 性能3.2.1 缺陷外延片缺陷的定义见GB/T 14264,其最大允许限度应符合表1的规定。
Φ38mm、Φ50mm外延片周边2mm环形区,Φ75mm、Φ100mm外延片周边3mm环形区内为免检区,但崩边和翘边除外。
ICS 29.045H82电子级多晶硅Electronic-grade Specification polycrystalline silicon(审定稿)中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布前言本标准代替GB/T 12963-2009《硅多晶》。
本标准与GB/T 12963-2009相比,主要有如下变动:——增加引用下列国家标准:GB/T 1551 硅单晶电阻率测定方法GB/T 1557 硅晶体中间隙氧含量的红外吸收测量方法GB/T 24574 硅单晶中Ⅲ-Ⅴ族杂质的光致发光测试方法GB/T 24581 低温傅立叶变换红外光谱法测量硅单晶中Ⅲ、Ⅴ族杂质含量的测试方法GB/T 24582 酸浸取-电感耦合等离子质谱仪测定多晶硅表面金属杂质;——引用标准GB/T XXXX 用区熔拉晶法和光谱分析法评价多晶硅棒的标准规程替换ASTM MF1723;——修改了检测多晶硅的技术参数,包括施主杂质浓度、受主杂质浓度、氧浓度、表面金属杂质浓度、基体金属杂质浓度的等级要求;——碳浓度等级由<1.5×1016at cm3,<2×1016at cm3,<2×1016at cm3修订为<1.0×1016at cm3,<1.0×1016at cm3,<1.5×1016at cm3。
本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分技术委员会(TC203/SC2)归口。
本标准起草单位:东方电气集团峨嵋半导体材料研究所、四川新光硅业科技有限责任公司、有研半导体材料股份有限公司本标准起草人:徐顺波、文创、杨旭、梁洪、孙燕。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为:——GB/T 12963-1991、GB/T 12963-1996、GB/T 12963-2009。
电子级多晶硅1 范围本标准规定了多晶硅的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输、贮存。
国家标准《硅片和硅锭载流子复合寿命的无接触微波反射光电导衰减测量方法》(预审稿)编制说明一、工作简况1.标准简况:载流子复合寿命是半导体材料中一个重要参数。
因为其与晶体中的缺陷和沾污的强相关性,采用载流子寿命测试,可以用来监控生产过程中的沾污水平,并研究造成半导体器件性能下降的原因。
微波光电导衰减测试方法是众多载流子复合测试方法中的其中一种,其主要测试原理是激光注入产生电子-空穴对,导致样品电导率的增加,当撤去外界光注入时,电导率随时间指数衰减,这一趋势间接反映少数载流子的衰减趋势,利用微波信号的变化量与电导率的变化量成正比的原理,通过监测微波反射信号来探测电导率随时间变化的趋势,从而得到少数载流子的寿命。
因为本方法是无接触的,对样片表面处理简单,尤其是太阳能产品,并且测试数据重复性好,被广泛应用,也是器件厂家衡量硅片产品质量的一个很重要依据。
对该标准的修订,有利于进一步规范和指导其测试过程。
2.任务来源根据国标委综合[2014]89号文件《关于下达2014年第二批国家标准修制定计划的通知》,由有研半导体材料有限公司主要负责的国家标准《硅片载流子复合寿命的无接触微波反射光电导衰减测量方法》的修订工作。
3.项目承担单位概况有研半导体材料有限公司,原名有研半导体材料股份有限公司。
是由北京有色金属研究总院(简称“有研总院”)作为独家发起人设立的股份有限公司,成立于1999年3月,并在上海证券交易所挂牌上市(股票简称“有研硅股”),主营半导体材料。
2014年3月,有研总院决定将主营业务扩展为半导体材料、稀土材料、高纯/超高纯金属材料以、光电材料的研发、生产和销售,因此更名为有研新材料股份有限公司。
2014年11月,根据有研总院的决定,硅材料板块的全部资产和业务从有研新材料股份有限公司中剥离到有研总院控股的有研半导体材料有限公司,继续继续硅材料的生产、研发和销售,至此更名为:有研半导体材料有限公司。
该公司的前身是有研总院下属的硅材料研究室,建国以来,一直致力于硅材料的研发、生产,并承担了“九五”、“十五”“十一五”期间国家硅材料领域多项重大攻关任务和产业化工程,并支撑和带动了国内相关配套产业和技术发展。
现已形成具有一系列具有自主知识产权的技术体系和产品品牌,目前主要生产5-8英寸硅单晶及抛光片,并一直开展12英寸抛光片的研发和生产。
产品可用于集成电路、分立器件、太阳能等多个领域,远销美国、日本、西班牙、韩国、台湾、香港等地,在国内外市场具有较高的知名度和影响力。
4.主要工作过程本项目在下达计划后,我们组织了专门的标准编制小组,进行了微波反射光电导设备、用户要求、相关标准应用的方面的调研和收集;在对SEMI MF1535-1015《电子级硅片载流子复合寿命的无接触微波反射光电导衰减测量方法》和SEMI PV9-0611 《光伏硅材料过剩载流子衰减的无接触微波反射测试方法》充分理解的基础上,结合多年来国内外用户要求和生产实践,编写了本标准草案。
5.标准主要修订人及修订工作曹孜教授级高工标准的主要修订孙燕高工协助标准的修订、审核,组织标准修订的各方面工作赵而敬工程师协助标准的修订。
王昕,高英,楼春兰,邓浩等同志在讨论稿的起草和完善过程中提出了特别中肯的建议。
二、标准编制原则和确定标准主要内容的论据1、编制原则本标准起草单位自接受修订任务后,成立了标准编制组负责收集相关参考标准、市场需求及客户要求等信息,初步确定了该标准修订所遵循的基本原则和编制依据:1)查阅相关标准和国内外客户的相关技术要求;2)按照GB/T 1.1和有色加工产品标准和国家标准编写示例的要求进行格式和结构编写。
3)参照SEMI MF1535-1015《电子级硅片载流子复合寿命的无接触微波反射光电导衰减测量方法》和SEMI PV9-0611 《光伏硅材料过剩载流子衰减的无接触微波反射测试方法》的内容。
三、标准水平分析本标准《硅片和硅锭载流子复合寿命的无接触微波反射光电导衰减测量方法》建议为国际一般水平。
通过文献检索和网上查询,参考的国内外关于相关的标准主要有以下几个:SEMI MF1535-1015《电子级硅片载流子复合寿命的无接触微波反射光电导衰减测量方法》SEMI PV9-0611《光伏级硅材料过剩载流子在短光照脉冲后衰减的无接触微波反射光电导衰减测量方法》GB/T 1553 硅和锗体内少数载流子寿命测定光电导衰减法YS/T 679 非本征半导体少数载流子扩散长度的稳态表面光电压测试方法四、与我国有关的现行法律、法规和相关强制性标准的关系《硅片和硅锭载流子复合寿命的无接触微波反射光电导衰减测量方法》与国家现行法律、法规和相关强制性标准不存在相违背和抵触的地方。
五、重大分歧意见的处理经过和依据。
无六、标准作为强制性标准或推荐性标准的建议建议本标准作为推荐性国家标准发布实施。
七、代替或废止现行有关标准的建议无八、其他需要说明的事项1. 本标准的修订主要目的是进一步规范电子级硅片载流子复合寿命的微波反射光电导测试方法,有利于和国际先进标准接轨。
同时对于太阳能级的产品,考虑测试原理是相同的,这次修订过程中,与会人员一致同意将本标准的适用范围扩大到光伏用单晶硅片,多晶硅片,硅块和硅锭的载流子复合寿命测试,并对引用文件、术语、干扰因素、设备和样品制备等做了相应的补充。
主要增加的章节如下:(1) 将标准名称更改为《硅片和硅锭载流子复合寿命的无接触微波反射光电导衰减测试方法》;(2) 修改1.0适用范围:1.1本方法也适用于测试光伏用单晶硅片,多晶硅片,硅块和硅锭的载流子复合寿命。
1.2被测硅片的室温电阻率下限由检测系统灵敏度的极限确定,电子级硅材料电阻率通常在(0.05-1)Ω·cm之间,光伏用硅材料电阻率通常在(0.05-10)Ω·cm之间。
1.3 本检测方法适用于测量电子级硅材料0.25μs到>1ms范围内的载流子复合寿命,光伏级硅材料0.1μs到>1ms范围内的载流子复合寿命。
(3) 修改2.0引用文件EN 50513 光伏硅片-光伏电池制造用单晶硅片的产品信息和数据手册SEMI AUX017 硅片、硅锭和硅块的无接触式载流子寿命测试(4) 修改3.0术语和定义光伏 photovoltaicPV硅块 brick一个或者多个从硅锭中切割下方形的块状硅材料。
硅锭ingot结晶工艺制成的,具有稍微不规则尺寸的,圆柱或方形固体硅材料。
(5) 修改5.0干扰因素本方法不适于检测衰退时间>10us 的光伏级硅块和硅锭,这是由于载流子扩散到材料内部的深度超过微波光电导的检测深度。
(6) 修改6.0设备6.1脉冲光源:对于太阳能级体硅材料或者硅片,激光二极管激光波长在0.9μm~1.1μm 之间,对于thin film ,layers,薄硅片或者其它材料的波长段的使用需要相关部门或组织测试认定。
脉冲长度一般≤10ms ,下降沿时间小于等于可测量的最短衰退时间的0.2倍,光源输出功率建议可调, 在脉冲作用期间使样片表面产生的光强介于2.5×1010和2.5×1015之间。
6.5衰减信号分析系统:对于光伏材料,适当的信号调节器和显示单元(有合适的时间扫描和信号灵敏度的真实或虚拟的示波器),信号调节器应具有等于或大于5除以最短衰减时间(μs )的MHZ 频带宽度,或者最小采样时间等于或小于能够测试的最小衰减时间(μs )的0.2倍,显示单元应具有精度和线性都优于1%的连续刻度的时间基准。
注:使用晶体振荡器可获得最好的时间基准线性和精度(6) 9.0 测试步骤:9.2硅块和硅锭9.2.1依据GB/T1550测定导电类型,依据GB/T6618或SEMI MF1530测定硅片中心点厚度,依据GB/T1552或GB/T6616使用二探针方法测定电阻率。
记录数据。
9.2.2记录室温。
如果样片台具有温控系统,则记录样片台表面温度。
9.2.3记录所使用的激光波长和脉冲光斑大小。
9.2.4将晶锭或者晶棒置于样片台上,使脉冲光能照射到待测的区域。
9.2.5打开脉冲激光光源开关,使用合适的波长,记录所使用的激光波长和脉冲光斑大小(见6.1)9.2.6调整或检测入射脉冲照度水平,获得足够好的信噪比,记录数值。
9.2.7打开微波源电源,在显示设备上观察光电导衰减,调整时间及电压值的显示范围以便能观察到所需的衰减信号部分。
9.2.8分析合适的衰减曲线,确认所选范围内的衰减信号符合指数衰减模式,基本模式衰减时间1τ,如果反射功率在t=tA 时为V A ,在t=tB 时指数性地衰减到VB=V A/e ,则τ1=tB-tA 。
或者,计算t2-t1,记t1为反射功率衰减到峰值1/e 的时刻,t2为反射功率衰减到峰值1/e2的时刻,如果从t1到t2的这段时间内衰减曲线与指数曲线的偏离并不大,则可以将t2-t1视为1τ。
9.2.8.1测量一次衰减曲线可能就可以得到衰减时间测试值,但如果信噪比不太高,建议进行重复测量并取平均。
9.2.9,记录1τ9.2.10如有需要,移动晶锭或者晶棒位置,重复9.2.7-9.2.9的操作,以获得该样品分布图,注明所测点的间距、模型及分布区域的半径。
9.2.11如有需要,在不同温度下,在同一位置重复9.2.5-9.2.9的步骤,或不同注入水平下,在同一位置重复9.2.5-9.2.9的测量。
2. 考虑硅片表面持续电晕充电也是一种常用的样品制备方式,此次修订过程中将这部分的原理和方法补充至样品制备章节(8.2.2.3)中。
8.2.2.3硅片表面持续电晕充电:在测量具有自然氧化层的抛光裸片时,为了获得0.5-1ms 载流子衰减寿命,需要在硅片两面进行表面原位电晕充电,图2显示了对于一组具有不同体复合寿命的P 型氧化硅片,电晕充电量对测量衰减时间的影响,图示说明,衰减时间为沉积电荷量的函数关系,当沉积正电荷或负电荷增大,衰减时间相应增加并接近常量,在这种情况下,表面复合的影响可以忽略不计。
图2.不同体复合寿命的P 型氧化硅片表面沉积电荷量和载流子寿命函数关系图3. 修订了部分专业术语定义,如体复合寿命,复合寿命定义。
4. 增加了附录E “测定体寿命,少数载流子寿命和铁含量的进一步说明”,便于更进一步理解此方法标准。
九、 预期效果随着本标准的制定和推广,在硅片的采购、生产和使用中,都会更进一步规范,将更加有利于供需双方对产品的确认和加工,减少表面处理方式不同,测试设备不一致和要求上的差异,避免带来质量上的问题,也将有利于硅片进出口贸易。
《硅片和硅锭载流子复合寿命的无接触微波反射光电导衰减测量方法》国家标准编制小组2016.10.10。