ICS29.045 H80 GB 中华人民共和国国家标准 GB/T30453-2013 硅材料原生缺陷图谱 Metallographs collection for original defects of crystalline silicon 2013-12-31发布 2014-10-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中国国家标准化管理委员会 涂查伪 GB/T30453-2013 硅材料原生缺陷图谱 1范围 本标准给出了硅多晶、硅单晶、硅片和硅外延片等硅材料的各种原生缺陷及其密切相关诱生缺陷的 术语及其形貌特征图谱.分析了其产生的原因和消除方法. 本标准适用于硅多晶、硅单晶、硅片和硅外延片等硅材料生产研究中各种缺陷的检验.硅器件、集 成电路的生产研究也可参考本标准. 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的.凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件.凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括的修改单）适用于本文件. GB/T1554硅晶体完整性化学择优腐蚀检验方法 GB/T4058硅抛光片氧化诱生缺陷的检验方法 GB/T14264半导体材料术语 3术语和定义 GB/T14264界定的术语和定义适用于本文件. 4硅多晶结构的不完整性 4.1晶粒粗大 4.1.1特征 由三氯氢硅(SiHCI)或四氯化硅(SiCI)氢还原法和硅烷(SiH)热分解法生长的硅多晶，表面致密 度和晶粒大小，与合格多晶明显有差异（见图1~图4）. 4.1.2产生原因 多晶生长时沉积速率过快，温度过高，易产生颗粒粗大. 4.1.3对单晶制备的影响 给单晶制备前多晶料的清洁处理带来困难，并成为单晶中杂质的污染源. 4.1.4消除方法 合理控制沉积速率，控制进料配比，调节气流速度. 4.2温度圈 4.2.1特征 正常情况下硅多晶横断面上晶粒呈枝蔓状或径向辐射生长（见图5）.但有时可以观察到以硅芯为 GB/T30453-2013 中心的年轮状结构.成为温度圈.它是由于结晶致密度（指SiHCI:或SiCl:氢还原法）、晶粒大小不同 或颜色的差异而形成.严重的温度圈易形成疏松的夹层. 4.2.2产生原因 氢还原或热分解反应过程中，较大幅度的温度波动，使硅棒表面气相沉积速率不同所致. 4.2.3对单晶制备的影响 严重的温度圈形成的疏松夹层，在其内部容易存在气泡和携带杂质，给单晶制备前多晶料的清洁处 理带来困难，并成为单晶中杂质的污染源.特别是生长区熔单晶时，会使熔体产生抖动，严重时还会发 生硅跳影响晶体正常生长. 4.2.4消除方法 根据工艺要求严格控制硅多晶生长时SiHCI SiCl 氢还原和SiH:热分解法的反应温度和温度波 动范围. 4.3氧化夹层或夹杂层 4.3.1特征 氧化夹层或夹杂层的特征与温度圈相似，呈同心圆层状结构，并以氧化硅为界限.由于氧化程度的 不同.氧化硅的颜色可能呈灰白色、棕黄色或深褐色等（见图6~图11）. 4.3.2产生原因 反应气体或反应系统中，残留有较多的水分或空气，高温下发生氧化反应，生成的氧化硅附着于硅 棒表面，随后在被氧化的表面上继续生长硅多晶，形成了氧化夹层. 硅芯表面不洁净，有其他附着物，在多晶硅生长过程中被沉积硅包裹，当断面经过酸腐蚀后也会出 现类似温度圈的同心凹坑，属于夹杂层. 4.3.3对单晶制备的影响 在区熔或直拉法生长硅单晶之前，多晶的酸洗清洁处理，不能彻底将氧化夹层腐蚀掉.晶体生长时 山于氧化硅的熔点高于硅的熔点因此，在硅熔体上易形成浮渣，在区熔法生长单晶时，往往漂浮在固液 界面附近的熔...
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