掺镓品质控制总结

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7、碳含量：取尾部样片检测碳含量，碳含量控制小于 碳含量 3ppma；若大于3ppma则按照标准进行反切，然后取 样片判定碳含量是否合格。若碳含量在3—5ppma之 间，按照每次反切20mm后再取样片测试直到合格为 止，若碳含量大于5ppma，则每次取样划线反切参照 掺硼反切长度再加20mm反切要求执行。 少子寿命：取尾部样片检测少子寿命，控制平均值 8、少子寿命 ≥10μs，中心值≥8μs。若任一检测值低于这两个 值按照标准进行反切，然后取样片判定少子寿命是 否合格，反切标准参照掺硼。 9、过程分选取样和分段工序产生的样片、头料、尾 料、反切料必须和掺硼体系隔离存放，且使用白色 周转箱，并作好标识，制程中产生的记录单、记录 表、标识卡要加盖“镓”章。
2、镓的中转
当户外温度>30℃时，在转移镓的过程中，需要使用 恒温装置配送。
3、预掺杂
在装硅料到Hale Waihona Puke Baidu半时，装入称好的高纯镓，由于剂量很 少，需要确保镓全部投入到炉内并且避免沾污。
4、当工艺变更需要补掺时，根据吊小肩测量实际电阻率
和目标电阻率进行判定，头部目标电阻率设为 3.6Ω.cm。若需要补掺，则放边缘翘起形状的肩，将 计算需要补掺的镓掺入。
6、FQC抽检： FQC抽检： 抽检 • 6.1抽检比例：10%； • 6.2进行各项指标抽检，如：电阻率、极性、边长、对角 线、厚度、TTV、外观检验，并做好记录，记录上注 明“拼片”字样，以便追溯； • 6.3各项指标检验合格后流入下道工序。 7、异常处理： 异常处理： • 7.1抽检出现异常后，返回车间进行返工； • 7.2抽检出现异常后，由车间查明原因并做相应处罚并通 报。
三、单晶掺镓硅片成品拼片控制方案
1、正常片拼片规则： 正常片拼片规则： • 1.1-A段正常片与-A段正常片拼（必须是同档位的电阻率）； • 1.2-B段正常片与-B段正常片拼（必须是同档位的电阻率）； • 1.3-C段正常片与-C段正常片拼（必须是同档位的电阻率）； • 1.4-D段正常片与-D段正常片拼（必须是同档位的电阻率）。 氧施主片拼片规则： 2、氧施主片拼片规则： • 2.1-A段氧施主片与-A段氧施主片拼（必须是同档位的电阻率）； 2.2-B段氧施主片与-B段氧施主片拼（必须是同档位的电阻率）； • 2.3-C、-D段出现氧施主片拼片前需报告，经品管与技术确定后再 拼片。 全检硅片拼片规则： 3、全检硅片拼片规则： • 3.1A、B、C、D段若全检，全检与全检对应的段及对应的电阻率拼 片。
二、掺镓头尾料分级标准
1、头尾料分级标准
（1）、拉出晶体电阻率分布正常（电阻率头高尾低且正常递 减）的P型头尾料分级标准：
分级 A级 B级 C级 D级 E级 P型头、尾料分级描述 P型〔ρ〕＞0.3Ω.cm、〔τ〕≥2μs、〔C〕≤15ppma的头尾料。 P型〔ρ〕＞0.3Ω.cm、〔τ〕≥2μs、15ppma＜〔C〕≤25ppma 的头尾料。 P型0.3Ω.cm＞〔ρ〕＞0.1Ω.cm、〔τ〕≥2μs、〔C〕 ≤25ppma的头尾料。 P型0.3Ω.cm＞〔ρ〕＞0.1Ω.cm、1μs≤〔τ〕＜2μs、〔C〕 ≤25ppma的头尾料。 P型〔ρ〕＜0.1Ω.cm。
2、分档流程（如下图所示）： 分档流程（如下图所示）：
3、包装要求： 包装要求：
• 3.1A、B、C、D、E段产生的硅片需要按照对应段分开包装，相 同段产生的硅片可以分晶体编号放在一个中包装内，但需要 在中包装标签上分别写明晶体编号，外箱标签要注明晶体段 号。 • 3.2氧施主片、非氧施主片需要分开包装，氧施主片需在外箱标 签上注明“氧施主片”字样，非氧施主片无须注明。 • 3.3所有非氧施主片的实测电阻率必须同标定档位的电阻率符合。
第三部分 成品检验控制要求
一、晶棒电阻率分布图
图1 头部3.60ohm.cm分布参考示意图（与实际有差别）
图2 头部4.10ohm.cm分布参考示意图（与实际有差别）
二、电阻率分档、退火、包装和发货 电阻率分档、退火、
1、电阻率分档： 电阻率分档：
掺镓单晶硅片的客户可接受的电阻率档位为： 0.3-0.6Ω.cm、0.5-3.0Ω.cm、2.0-4.0Ω.cm、 3-6.0Ω.cm；晶棒头部目标电阻率设定为3.6Ω.cm；因此 硅片的电阻率档位基本可以归为2.0-4.0和0.5-3.0档。
4、分多段拼片规则： 分多段拼片规则： • 如：-1-A、-1-B、-1-C、-1-D、-2-A、-2-B、-2-C、-3-A、3-B拼片同以上1.2.3规则。 拼片的控制要求: 5、拼片的控制要求: • 5.1拼片收集 5.1拼片收集：经判定后的晶体有尾数片时，由当班专人收集 拼片收集 并同一人将硅片归到相应的归位区，同时拼片人员经再次 确认后，依次将硅片放入到对应的标识盒中。 • 5.2拼片过程： 5.2拼片过程 拼片过程： • 5.2.1由专人负责拼片，拼片时必须再次确认所拼的硅片是否 满足拼片的规则； • 5.2.2拼片后确认数量正确（100片），并明确做好标识，标上 “拼片”字样，同时与其它片隔离，再将已拼好的硅片 放入“掺镓硅片拼片待检区”。
4、发货： 发货：
• 4.1硅片分选科生产出的氧施主片和非氧施主片放在不同的托盘 上入库，仓库分区域、分托盘存放，发货时分开打包发货； • 4.2仓库需按照段别、电阻率别、是否为氧施主分区、分类存放 ，并做好相应标识。 • 4.3发货单上需要注明“掺镓”字样，每次发货氧施主片、非氧 施主片的片数仓库需分别统计。
掺镓品质控制 总结
第一部分
1、镓的称量
长晶控制要求
一、镓的称量、装料、电阻率预掺杂规范 镓的称量、装料、
• 1.1镓源的检查：镓的进检工作由品管进检进行，要求供 应商提供品质合格的报告书，由进检登记保存。 • 1.2高纯镓的熔点为29.7℃，称量作业需要在恒温室内 （<26℃）进行，进行称量作业前，需要佩戴口罩、防 护手套等防护用品； • 1.3用热水浴溶解一定量的固态镓，然后用吸管把液态的 镓滴入保鲜塑料袋内进行称量，称量仪器为电子天平 ，每个炉次的镓配送重量要与理论计算的值保持小数 点后2位数字一致，称量作业过程中要严格避免对镓产 生污染，称量完毕及时拧上镓瓶的瓶盖，放在指定场 所。
3、头尾料分级方法
（1）、每根单晶或多晶均需在等径最后尾部部分能切出样 片的部位进行取样，晶体检验现对晶体的检验采用 全检其电阻率轴向分布，每隔5cm测其电阻率型号及 大小，对单晶一厂及三厂的晶体取头尾样片，从等 径向下10mm处取头部样片，取样后进行碳含量、氧 含量少子寿命检测,有位错从有位错处反切150mm取 样，样片包含在150mm内。
二、掺镓晶棒长晶工序管控
• 掺镓晶棒长晶工序注意事项和工艺要求如下： 工艺卫生： 1、工艺卫生：长晶车间依据《单晶炉作业规程》和 《工艺卫生管理规程》、《炉台定期煅烧通知》做好 车间环境卫生、炉台卫生、炉室卫生、管道清扫、 石墨件清扫；每长晶满九个炉次需要对单晶炉进行1 次煅烧。 设备： 2、设备：上炉次晶体晃动的炉台，停炉必须维修完善 后，才能投入下一炉次生产；优先使用成型碳毡的 炉台。 晶体编号： 3、晶体编号：使用掺镓籽晶，在正常晶体编号前加 “G”；操作记录单、随工单等制程产生的记录单、 记录表、点检表上面要加注“镓”章；长晶工序产 生的吊肩料、锅底料、焖炉料、旧籽晶等镓循环料 使用白色周转箱。
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5、氧含量：从头部切除50mm后取样片检测氧含量，氧 氧含量 含量控制在23ppma内，每天分车间所取的2张样片， 需在每天16：00之前完成，若发现有1张样片的氧含 量超标，则须对该车间生产晶棒再连续加取5张样 片，同时要报告技术分析，若5张均合格，则按照正 常的方法（第1条）头部取样，若5张样片中仍有至 （ 少1张超标，则对该车间生产的所有晶棒取样片检 测，直到所有晶棒合格为止。大于23ppma则按照标 准进行反切，然后取样片判定氧含量是否合格，反 切规则参照掺硼的反切要求执行。 位错反切：自晶棒断棱处向头部反切120mm，控制位 6、位错反切 错密度在3000个/cm2。
（2）、切出尾部样片后的尾部硅料再去根据电阻率分选， 电阻率以尾部2/3处的值为准，碳含量、氧含量、少 子寿命根据尾部样片数据降一档次使用。 （3）、单晶棒及多晶棒的头尾料要单独分开入库，其中多 晶棒的头尾是从晶棒的头部三分之一处分开，前段 是多晶头部，后段为多晶尾部。 （4）、多晶棒在取样分级时，从尾部凹面部分向前切掉 10mm作为F级入库。 少子寿命根据尾部样片数据降一档次使用。 （5）、当取样不合格反切时以[O]、[C]、[τ]须反切最大 值反切。
4、头尾料的检测方法
先用砂轮把单晶棒的外圆弧面（比较亮的表面）的表面 氧化层打磨掉，再用四探针电阻率测试仪和型号仪检测 打磨位置，不允许检测切割面（端面）。
5、当出现不合格时，则按 Q02-12《不合格品控制程序》和
Q02-15《纠正与预防措施控制程序》相关规定执行。
三、避免电阻率混档各工序管控措施
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4、镓的装入：在装料过程中需要预掺一定量的高纯镓 镓的装入： ，在装硅料到一半时，投入称好的高纯镓，由于剂 量很少，需要确保镓全部投入到炉内并且避免沾污。 5、直径要求：6寸单晶直径控制在155±1mm 直径要求 拉晶参数：晶转：8r/min;埚转：6r/min; 等径初始 6、拉晶参数 拉速：1.1-1.2mm/min 收尾： 6寸晶棒正常收尾---长度为140-160mm且要 7、收尾 收尖尾，形状如“▼”；断棱收尾长度为 140-160mm，也要收尖尾 操作记录单：操作人员必须详细准确地填写作业记 8、操作记录单 录单；拉晶过程有任何异常，则需要记录异常起止 时间，晶体起止长度，尤其是晶体晃动异常，同时 异常状况需要填写在晶棒随工单上。 9、单晶巡检严格按照上述要求进行；
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3、电阻率：过程分选科如果在测试头尾表皮电阻率时 电阻率： ，发现头部反切50mm后，头部表皮电阻率大于5.5欧 姆.厘米或者尾部取样片前电阻率小于0.3欧姆.厘米 ，必须对该晶棒进行封存，并通知技术分析并由技 术给出处理方案。 分段标识： 4、分段标识：过程分选作业员把掺镓晶棒从尾部向头 部方向划线，且每隔50mm用箭头指示头部方向；分 段时，从晶棒头部按照加工长度顺次需要明确标示A、 B、C、D段，每段的头部分别标明TA、TB、TC、TD， 严禁段与段之间混淆。分段后分别测量圆棒两端面 中心点电阻率和距端面5mm处表皮电阻率.
三、掺镓循环料各环节的标识
切断— 第二部分 切断—清洗工序 控制要求
一、掺镓单晶划线作业规范
• 1、头部样片的测试：过程分选科按照头部反切50mm后 头部样片的测试： ，对每天单晶车间所生产的单晶硅棒分车间抽取2根 晶棒取头部样片按照技术要求测试C含量、O含量、 少子寿命和电阻率，并做好相关记录，样片需做退 火处理。 尾部样片的测试： 2、尾部样片的测试：每根晶棒都需要测试尾部样片， 样片腐蚀后直接测量C含量、O含量、少子寿命和电 阻率，并做好相关记录，样片不用做退火处理。
2、头尾料分级原则： 头尾料分级原则： 头尾料分级原则
（1）、检验数据达到A级标准时不需反切。 （2）、检验数据为B级标准时需将符合A级标准的部分反切 出来。检验数据为C级标准时需将符合A、B级标准的 部分反切出来，即反切到相应级别。 （3）、检验数据为D级标准时需将符合A、B、C级标准的部 分反切出来。 （4）、E级只需根据电阻率分级反切出来。