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硅料检测

原创
关键字: 硅料测试案例
发布时间:2025-06-30 22:48:38
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检测项目

物理特性检测:

  • 纯度分析:总金属杂质含量(≤1ppbw,参照SEMI MF1724)
  • 粒径分布:D50粒径(200-3000μm,跨度≤1.2)
  • 表观密度:堆积密度(0.8-1.2g/cm³)
化学成分检测:
  • 金属杂质:Fe、Cr、Ni、Cu等31元素(检出限≤0.01ppbw)
  • 非金属杂质:氧含量(FTIR法≤0.3ppmw),碳含量(≤0.4ppmw)
  • 掺杂元素:硼/磷浓度(0.1-100ppbw,GDMS法)
电学性能检测:
  • 电阻率:四探针法(0.001-100Ω·cm,ASTM F84)
  • 少子寿命:微波光电导衰减(μ-PCD法≥500μs)
  • 载流子浓度:霍尔效应测试(5E13-5E15cm⁻³)
晶体结构检测:
  • 晶向测定:X射线衍射((100)/(111)取向±0.5°)
  • 结晶度:摇摆曲线半高宽(≤0.1°)
  • 缺陷密度:位错腐蚀坑计数(≤1000/cm²)
表面特性检测:
  • 表面粗糙度:AFM测试(Ra≤0.2nm)
  • 金属污染:全反射X荧光(TXRF≤1E10 atoms/cm²)
  • 氧化层厚度:椭偏仪测量(1-100nm精度±0.1nm)
力学性能检测:
  • 显微硬度:纳米压痕法(HV≥1000kgf/mm²)
  • 抗弯强度:三点弯曲试验(≥150MPa)
  • 断裂韧性:单边缺口梁法(KIC≥1.0MPa·m¹/²)
热学性能检测:
  • 热膨胀系数:膨胀仪法(2.6×10⁻⁶/K@300K)
  • 比热容:DSC测量(0.7J/g·K@25℃)
  • 导热系数:激光闪射法(≥150W/m·K)
光学性能检测:
  • 反射率:分光光度计(250-1200nm波段≤35%)
  • 吸收系数:光热偏移法(@1064nm≤0.01cm⁻¹)
  • 雾度值:积分球系统(≤0.5%)
包装质量检测:
  • 颗粒完整性:破碎率(≤0.1%)
  • 粉尘含量:称重法(≤50mg/kg)
  • 真空度:氦质谱检漏(≤1E-3Pa·m³/s)
可靠性测试:
  • PID衰减:85℃/85%RH条件下(功率衰减≤3%)
  • 热循环测试:-40℃至85℃循环200次(电阻率变化±5%)
  • 湿氧老化:1000小时85/85试验(金属析出≤0.01μg/cm²)

检测范围

1. 冶金级硅料: 检测重点为铁铝钙杂质总量(≤0.5wt%)及颗粒粒度分布控制

2. 太阳能级多晶硅: 侧重硼磷浓度梯度(纵向偏差≤10%)及氧碳含量分布

3. 单晶硅棒: 核心检测电阻率均匀性(轴向波动≤8%)及位错密度

4. 硅片产品: 聚焦表面金属污染(Na≤5E9 atoms/cm²)及TTV厚度差(≤10μm)

5. 电子级硅烷: 痕量杂质检测(AsH₃≤0.1ppb,PH₃≤0.05ppb)

6. 硅溶胶: 检测粒径分布(D50=20±5nm)及钠离子浓度(≤0.1ppm)

7. 切割硅料: 关键控制金刚石线残留(≤0.01mg/g)及微裂纹深度(≤5μm)

8. 废旧硅料回收料: 重点检测重金属污染(Pb≤1ppm)及有机溶剂残留

9. 高纯石英砂: 核心指标包括铝含量(≤30ppm)及气液包裹体密度

10. 纳米硅粉: 侧重比表面积(>50m²/g)及氧化层厚度(≤2nm)检测

检测方法

国际标准:

  • ASTM F1724-18 多晶硅中杂质含量的GDMS检测
  • SEMI MF1391-20 硅片中载流子复合寿命测试
  • ISO 14707:2021 辉光放电光谱表面分析
  • IEC 60904-13:2022 硅片载流子浓度空间分布测试
  • DIN 50441-1:2020 半导体材料电阻率测定
国家标准:
  • GB/T 24581-2022 低温FTIR法测定硅中氧碳含量
  • GB/T 40514-2021 硅片表面金属污染的TXRF测量
  • GB/T 35097-2023 微电子用硅烷气体杂质检测
  • GB/T 26071-2022 太阳能级硅片弯曲度测试
  • GB/T 1550-2018 半导体材料导电类型判定(热探针法差异:ASTM用四点探针)

检测设备

1. 辉光放电质谱仪: Nu Plasma III型(质量分辨率>8000,检出限0.001pptw)

2. 低温傅里叶红外光谱仪: Bruker VERTEX 80v(波数精度0.01cm⁻¹,液氮冷却至10K)

3. 四探针电阻率测试仪: Kyence RCP-HS100(量程0.001-300Ω·cm,精度±2%)

4. 微波光电导衰减仪: Semilab WT-2000(寿命测量范围0.1-10000μs)

5. 高分辨X射线衍射仪: Rigaku SmartLab SE(角度分辨率0.0001°)

6. 原子力显微镜: Bruker Dimension Icon(分辨率0.1nm,扫描范围90μm)

7. 纳米压痕仪: Keysight G200(载荷分辨率50nN,深度分辨率0.01nm)

8. 激光粒度分析仪: Malvern Mastersizer 3000(量程0.01-3500μm)

9. 热膨胀系数测定仪: Netzsch DIL 402 Expedis(温度范围-170-1550℃,分辨率0.125nm)

10. 全反射X荧光光谱仪: Rigaku NEX CG II(检出限1E8 atoms/cm²,入射角0.35°)

11. 电感耦合等离子体质谱仪: Agilent 8900(检出限0.01ppt,线性范围9个数量级)

12. 低温霍尔效应系统: Lakeshore CRX-VF(温度范围4-400K,磁场1.5Tesla)

13. 紫外可见分光光度计: PerkinElmer Lambda 1050+(波长范围175-3300nm,分辨率0.05nm)

14. 扫描电子显微镜: Zeiss GeminiSEM 500(分辨率0.8nm@15kV,EDS检测限0.1wt%)

15. 自动颗粒计数器: PSS AccuSizer 780 APS(粒径检测范围0.5-400μm,计数速率10000/s)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试,望谅解(高校、研究所等性质的个人除外).

CMA/CNAS等证书详情,因时间等不可抗拒因素会发生变更,请咨询在线工程师.

合作客户(部分)

1、自创办以来和政、企、军多方多次合作,并获得众多好评;

2、始终以"助力科学进步、推动社会发展"作为研究院纲领;

3、坚持科学发展道路,统筹实验建设与技术人才培养共同发展;

4、学习贯彻人大精神,努力发展自身科技实力。

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