硅材料纯度分析与杂质控制

📚 共计 30 章节

硅材料概述

硅的晶体结构 · 半导体工业地位 · 高纯硅应用领域

纯度等级标准

EG-Si · SoG-Si · MG-Si 纯度要求与区别

主要杂质类型

浅能级(P/B/As) · 深能级(Fe/Cu/Ni) · 间隙/替位杂质

杂质对电学性能的影响

载流子浓度 · 迁移率 · 电阻率 · 少子寿命变化

化学分析法(一) ICP-MS

原理 · 样品制备 · 检测限与精度

化学分析法(二) GD-MS

辉光放电质谱 · 适用场景 · 与ICP-MS对比

光学分析法 FTIR

间隙氧 · 替位碳 · 定量方法

电学测量法

四探针测电阻率 · 霍尔效应测载流子

少子寿命测量

PCD · QSSPC 原理与应用

表面杂质分析 SIMS

二次离子质谱 · 深度剖析 · 表面沾污

杂质分布表征

SSRM · ECV 测掺杂分布

分布显微镜

硅锭生长中的杂质控制

CZ法分凝 · 杂质分布模型 · 工艺优化

区熔法(FZ)提纯

区熔原理 · 有效分凝系数 · 多次区熔

定向凝固技术

定向凝固原理 · 杂质偏析 · 多晶硅纯化

化学提纯法

TCS还原 · 硅烷热分解 · 西门子工艺

化学西门子

冶金法提纯

酸浸出 · 真空熔炼 · 电子束/等离子体熔炼

吸杂技术(一)

磷扩散吸杂 · 铝吸杂 · 背场吸杂

吸杂技术(二)

内吸杂(IG)与外吸杂(EG)协同 · 工艺窗口

热氧化 · 氮化硅 · 氧化铝钝化

RCA标准清洗 · 臭氧/兆声清洗

杂质检测的质量控制

质控图 · 检出限 · 重复性与再现性

标准物质与校准

硅基SRM · 校准曲线 · 标准加入法

杂质溯源分析

原料杂质谱 · 工艺污染 · 环境交叉污染

单晶硅中的微缺陷

氧沉淀 · 位错 · 堆垛层错与杂质关系

多晶硅中的杂质

晶界偏析 · 金属硅化物 · 电池效率影响

杂质与器件可靠性

GOI · 漏电流 · 热载流子效应

可靠性器件

先进检测技术

TXRF · 原子探针层析(APT)

在线检测与过程控制

PL成像 · 红外热成像 · 杂质监测

案例分析(一)

CZ硅中氧含量控制不当导致器件失效

案例分析(二)

多晶硅金属杂质超标 · 电池效率衰减根因