硅材料檢測(cè)技術(shù)

前言

　　目前世界光伏產(chǎn)業(yè)以31．2％的年平均增長率高速發(fā)展，位于全球能源發(fā)電市場(chǎng)增長率的首位，預(yù)計(jì)到2030年光伏發(fā)電將占世界發(fā)電總量的30％以上，到2050年光伏發(fā)電將成為全球重要的能源支柱產(chǎn)業(yè)。各國根據(jù)這一趨勢(shì)，紛紛出臺(tái)有力政策或制訂發(fā)展計(jì)劃，使光伏市場(chǎng)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的格局。目前，中國已經(jīng)有各種光伏企業(yè)超過1000家，中國已成為繼日本、歐洲之后的太陽能電池生產(chǎn)大國。2008年，可以說是中國光伏材料產(chǎn)業(yè)里程碑式的一年。由光伏產(chǎn)業(yè)熱潮催生了上游原料企業(yè)的遍地開花。一批新興光伏企業(yè)不斷擴(kuò)產(chǎn)，各地多晶硅、單晶硅項(xiàng)目紛紛上馬，使得中國光伏產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出繁華景象。　　發(fā)展太陽能光伏產(chǎn)業(yè)，人才是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。硅材料和光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展與人才培養(yǎng)相對(duì)滯后的矛盾，造成了越來越多的硅材料及光伏生產(chǎn)企業(yè)人力資源的緊張；人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)是課程，而教材對(duì)支撐課程質(zhì)量舉足輕重。作為新開設(shè)的專業(yè)，沒有現(xiàn)成的配套教材可資借鑒和參考，編委會(huì)根據(jù)硅技術(shù)專業(yè)崗位群的需要，依托多家硅材料企業(yè)，聘請(qǐng)企業(yè)的工程技術(shù)專家開發(fā)和編寫出了硅材料和光伏行業(yè)的系列教材?！　”鞠盗薪滩囊怨夥牧系闹鳟a(chǎn)業(yè)鏈為主線，涉及硅材料基礎(chǔ)、硅材料的檢測(cè)、多晶硅的生產(chǎn)、晶體硅的制取、硅片的加工與檢測(cè)、光伏材料的生產(chǎn)設(shè)備、太陽能電池的生產(chǎn)技術(shù)、太陽能組件的生產(chǎn)技術(shù)等?！　”鞠盗薪滩脑诰帉懼?，理論知識(shí)方面以夠用實(shí)用為原則，淺顯易懂，側(cè)重實(shí)踐技能的操作。　　本書主要講述了半導(dǎo)體硅材料各項(xiàng)性能參數(shù)的測(cè)試原理和方法，對(duì)具體儀器的操作及步驟作了詳細(xì)介紹。本書集編者從事半導(dǎo)體物理測(cè)試數(shù)十年的工作經(jīng)驗(yàn)，并參照了有關(guān)文獻(xiàn)資料編寫了此書。在編寫過程中，編者對(duì)某些內(nèi)容作了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和補(bǔ)充，以使本書更適合作為半導(dǎo)體硅物理測(cè)試的教材。

內(nèi)容概要

本書主要介紹了半導(dǎo)體硅材料常規(guī)電學(xué)參數(shù)的物理測(cè)試方法、檢測(cè)晶體缺陷的化學(xué)腐蝕法、半導(dǎo)體晶體定向法、硅單晶中氧和碳含量的測(cè)定方法。本書還介紹了多晶硅中基硼、基磷含量的檢驗(yàn)方法、純水的制備及高純分析方法。     為了確保測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，對(duì)硅材料常規(guī)物理參數(shù)測(cè)試的測(cè)準(zhǔn)條件作了詳細(xì)的分析介紹。對(duì)先進(jìn)的測(cè)試技術(shù)作了一般的介紹。本書是硅材料技術(shù)專業(yè)的核心教材。     本書可作為高職高專硅材料技術(shù)及光伏專業(yè)的教材，同時(shí)也可作為中專、技校和從事單晶硅生產(chǎn)的企業(yè)員工的培訓(xùn)教材，還可供相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。

書籍目錄

第1章 硅單晶常規(guī)電學(xué)參數(shù)的物理測(cè)試　1.1 半導(dǎo)體硅單晶導(dǎo)電類型的測(cè)量　1.2 半導(dǎo)體硅單晶電阻率的測(cè)量　1.3 非平衡少數(shù)載流子壽命的測(cè)量　本章小結(jié)　習(xí)題第2章 化學(xué)腐蝕法檢測(cè)晶體缺陷　2.1 半導(dǎo)體晶體的電化學(xué)腐蝕機(jī)理及常用腐蝕劑　2.2 半導(dǎo)體單晶中的缺陷　2.3 硅單晶中位錯(cuò)的檢測(cè)　2.4 硅單晶中漩渦缺陷的檢測(cè)　2.5 化學(xué)工藝中的安全知識(shí)　2.6 金相顯微鏡簡介　本章小結(jié)　習(xí)題第3章 半導(dǎo)體晶體定向　3.1 晶體取向的表示方法　3.2 光圖定向　3.3 X射線定向　本章小結(jié)　習(xí)題第4章 紅外吸收法測(cè)定硅單晶中的氧和碳的含量、多晶硅中基硼、基磷含量的檢驗(yàn)　4.1 測(cè)量原理　4.2 測(cè)試工藝和方法　4.3 測(cè)準(zhǔn)條件分析　4.4 多晶硅中基硼、基磷含量的檢驗(yàn)　本章小結(jié)　習(xí)題第5章 純水的檢測(cè)　5.1 純水在半導(dǎo)體生產(chǎn)中的應(yīng)用　5.2 離子交換法制備純水的原理　5.3 離子交換法制備純水　5.4 純水制備系統(tǒng)主要設(shè)備及工作原理　5.5 純水制備系統(tǒng)運(yùn)行控制　5.6 純水制備系統(tǒng)的清洗　5.7 高純水的檢測(cè)　本章小結(jié)　習(xí)題第6章 高純分析方法　6.1 三氯氫硅中痕量雜質(zhì)的化學(xué)光譜測(cè)定　6.2 三氯氫硅(四氯化硅)中硼的分析　6.3 三氯氫硅(四氯化硅)中痕量磷的氣相色譜測(cè)定　6.4 工業(yè)硅中鐵、鋁含量的測(cè)定　6.5 露點(diǎn)法測(cè)定氣體中的水分　6.6 氣相色譜法測(cè)定干法H2的組分　6.7 氯化氫中水分的測(cè)定　6.8 液氯中水分的測(cè)定　本章小結(jié)　習(xí)題第7章 其他物理檢測(cè)儀器簡介　7.1 X射線形貌技術(shù)　7.2 質(zhì)譜分析　7.3 中子活化分析　7.4 電子顯微鏡參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第7章　其他物理檢測(cè)儀器簡介　　7.1　X射線形貌技術(shù)　　7.1.1　X射線形貌技術(shù)的特點(diǎn)　　將X射線用于觀察晶體中缺陷的方法一般稱為X射線形貌技術(shù)，也稱為X射線顯微術(shù)。它與其他觀察晶體中缺陷的方法相比較有如下特點(diǎn)。　?、儆肵射線形貌技術(shù)檢查晶體或器件中的缺陷時(shí)，不需要破壞樣品，樣品經(jīng)檢查后可繼續(xù)使用?！　、谀軌驕y(cè)定晶體中位錯(cuò)的類型、走向，還能測(cè)定其柏格斯矢量?！　、勰軌蛞淮闻臄z大塊晶體中所有的缺陷，并能拍立體照片，從而推測(cè)出缺陷在晶體中的空間位置?！　、芸梢燥@示晶體中的雜質(zhì)條紋、微應(yīng)力區(qū)，以及晶體彎曲、損傷等情況。　　由于X射線形貌技術(shù)有以上的優(yōu)點(diǎn)，通常在生產(chǎn)關(guān)鍵性工藝中用來直接檢測(cè)晶片中缺陷的情況。其缺點(diǎn)是分辨率較差、照相時(shí)間長、操作手續(xù)繁雜?！　?.1.2　X射線形貌技術(shù)的基本原理和方法　　X射線形貌技術(shù)的實(shí)驗(yàn)方法有以下幾種?！　、偻干湫蚊卜?；　?、诜瓷湫蚊卜ǎ弧　、郛惓Ｍ干浞?；　?、茈p晶光譜儀法?！　幕驹韥碚f，透射形貌法和反射形貌法都屬于消光衍射法，只是前者利用透過晶體的X射線照相，后者利用反射X射線照相?！　?.1.3X射線形貌技術(shù)的應(yīng)用　?。?）觀察位錯(cuò)　　用X射線形貌技術(shù)觀察晶體中的位錯(cuò)是相當(dāng)有效的，晶體除拋光外無需經(jīng)過特殊處理。從晶錠中切下的縱剖面樣品上，可以直接利用X射線形貌法觀察其中的位錯(cuò)，通常采用的縱剖面為{211}或{110}晶面，衍射面一般選擇為{220}晶面。

圖書封面

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