2.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電原理：

　　本征半導(dǎo)體就是純凈的晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體，也就是單質(zhì)半導(dǎo)體。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能很差，當(dāng)向其中摻雜微量的雜質(zhì)離子時(shí)，半導(dǎo)體的導(dǎo)電性會(huì)明顯變化，就是雜質(zhì)半導(dǎo)體。使半導(dǎo)體導(dǎo)電的因素有：

　　a雜質(zhì)濃度，濃度越高導(dǎo)電性越強(qiáng)

　　b溫度，溫度越高導(dǎo)電性越強(qiáng)

　　c光照、外場作用等影響

　　2.2直拉單晶生長法

　　直拉硅單晶（CZ/MCZ單晶），這是單晶生長中最常用的一種方法，大多數(shù)企業(yè)采用的都是這種方法,廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路、二極管、太陽能。

　　a裝料

　　明確裝料操作流程和方法，保證開爐效果，避免開爐因裝料而導(dǎo)致的掛邊，斷苞等不良情況，提高成晶率。

　　套上一次性套袖，戴上汗布手套和一次性手套，先用一些粒徑大于40mm的塊料鋪在石英鍋底（注意料的光滑面與石英坩堝接觸），禁止使用碎料或粒徑小于30mm的料鋪底，塊料較大的放在底料上面，用小塊料填縫補(bǔ)平。大塊料必須放在石英坩堝2/3以下，面接觸，2/3以上嚴(yán)禁放置直徑超過80mm塊料，2/3以上塊料點(diǎn)接觸坩堝，防止掛料和架橋。裝完的料盡量往中間靠攏，呈山型，重心向內(nèi)，防止?jié)L落。裝入一半原料時(shí)，將合金包打開，放在料中間，上面壓一些大塊料。放入導(dǎo)流筒，確認(rèn)料、鍋、導(dǎo)流筒沒有接觸。

　　b拉晶作業(yè)

　　規(guī)范細(xì)節(jié)操作，避免異常事故，提高生產(chǎn)率，杜絕和減少工傷事故，實(shí)行安全生產(chǎn)，確保產(chǎn)品質(zhì)量滿足要求。

　　拆清爐前準(zhǔn)備→取單晶→拆清爐→領(lǐng)料裝料（電阻率測算，放入合金）→抽空→檢漏→化料→高溫烘烤→沾渣，拉小頭→測電阻率→摻雜→穩(wěn)溫→引晶→放肩→轉(zhuǎn)肩保持→等徑→收尾→停爐→記錄停爐真空和漏率→爐體冷卻。

　　穩(wěn)溫后需矯正熱場溫度和液面溫度，若熱場測量值低于700Unites，需查看取光孔是否對正，取光玻璃是否發(fā)黑。拉晶前需對籽晶進(jìn)行預(yù)熱，然后侵入液面過熱，籽晶充分熔接，否則容易導(dǎo)致晶變。引晶細(xì)徑應(yīng)保持在2.5-3.5mm左右，并且細(xì)徑表面均勻，長度大于需拉直單晶直徑的1.2倍，平均拉速控制在200-300mm/hr。放肩如果溫度過高時(shí)，可以手動(dòng)給溫補(bǔ)，一般降10-15SP/hr。轉(zhuǎn)肩時(shí)拉速控制在140-220mm/hr,防止拉速過高或者過低造成斷苞和轉(zhuǎn)肩失敗。等徑階段需每100mm測量一次直徑，防止直徑跑粗或跑細(xì)，注意直徑信號(hào)是否穩(wěn)定準(zhǔn)確，監(jiān)測點(diǎn)是否有偏離等現(xiàn)象，保持過程中斷苞取段必須收尾2/3個(gè)直徑，斷苞回熔嚴(yán)禁將晶棒降入液面過多，造成石英坩堝破裂，漏硅及纜繩脫槽，每次下降50mm。待完全熔完后，再繼續(xù)下降晶體。收尾時(shí)一定要收尖，長度不能呢個(gè)超過單晶直徑，防止返位錯(cuò)，造成不良?？梢允謩?dòng)給溫補(bǔ)10-15sp/hr，防止溫補(bǔ)不夠而結(jié)晶粘上單晶，造成生產(chǎn)事故。

　　c復(fù)投工藝。

　　為了提高半導(dǎo)體單晶入檔率，增加產(chǎn)能，實(shí)行復(fù)投工藝。將復(fù)投料裝入復(fù)投器，中間預(yù)摻合金，若單詞需要復(fù)投兩次，將合金放入第二桶內(nèi)。取夾頭，連接復(fù)投器。復(fù)投過程中要保證復(fù)投筒穩(wěn)定，不晃動(dòng)，防止晃動(dòng)卡主，造成事故。

　　3.1半導(dǎo)體材料中有兩種導(dǎo)電的載流子：一種是帶負(fù)電荷的載流子——電子；另一種是帶正電荷的的載流子——空穴。由于某種原因激發(fā)，具有足夠能量的價(jià)電子掙脫共價(jià)鍵的束縛而成為自由電子，自由電子的產(chǎn)生使共價(jià)鍵中留有一個(gè)空位置，稱為空穴，在本征半導(dǎo)體中電子和空穴是成對出現(xiàn)的，當(dāng)絕對溫度T=0K時(shí)所有的電子都被束縛，不能成為自由電子所以本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力極弱，接近絕緣體。硅片分類：

　　a、按照型號(hào)分：

　?。?）N型半導(dǎo)體：多數(shù)載流子為電子的半導(dǎo)體。在硅（或鍺）的晶體中摻入少量5價(jià)雜質(zhì)元素，如磷，砷等。在N型半導(dǎo)體中多子為自由電子，少子為空穴

　?。?）P型半導(dǎo)體：多數(shù)載流子為空穴的半導(dǎo)體。在硅（或鍺）的晶體中摻入少量3價(jià)雜質(zhì)元素，如硼、鎵等。在P型半導(dǎo)體中多子為空穴，少子為自由電子

　　b、按照晶向分：

　　（1）<111>（2）<100>（3）<110>

　　c、按照電阻率分：

　　（1）輕摻（2）重?fù)剑?）太陽能級(jí)

　　3.2硅片測試影響因素：

　　a測試環(huán)境

　　凈化間內(nèi)環(huán)境要求溫度：23℃±2℃濕度：≤65%

　　測試環(huán)境不符合條件應(yīng)停止檢測

　　b高頻干擾源附近會(huì)引入虛假電流，需電磁屏蔽

　　手機(jī)要遠(yuǎn)離測試儀器，所以不允許攜帶手機(jī)進(jìn)入凈化間

　　c探針壓力

　　四探針探頭方式砝碼不允許私自調(diào)換，壓力過重硅片造成損傷甚至碎裂，壓力過重檢測電阻率不真實(shí)。

　　3.3硅片表面狀態(tài)

　　硅片表面無砂漿等沾污，硅片無線痕、不平等不良。

　　3.4硅片加工與不良處置流程

　　a硅片加工流程：

　　b硅片不良處置流程

　　不良品小條標(biāo)注項(xiàng)目：單晶編號(hào)、直徑、厚度、電阻率、型號(hào)、晶向、偏離度、參考面類型、客戶編碼、合同號(hào)、不良原因、不良數(shù)量、檢驗(yàn)員、檢驗(yàn)日期14項(xiàng)

　　a ADE7200/8300自動(dòng)檢測儀

　　檢測項(xiàng)目：硅片電阻率、厚度、TTV、WARP、BOW、型號(hào)等參數(shù)并具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。厚度檢測最大量程：＜1000微米（μm）；電阻率檢測最大量程：＜200歐姆（Ω.cm）

　　b 四探針電阻率測試儀

　　檢測項(xiàng)目：硅片電阻率。電阻率檢測最大量程：＜100歐姆（Ω.cm），探頭上升最大高度：＜2000微米（μm）,在使用四探針時(shí)，放完待測硅片后需將手移開后再按下降按鈕，避免探針扎傷手指。校對方法：將樣片放在臺(tái)子上，選擇與標(biāo)準(zhǔn)樣片電阻率合適的電流檔，按四探針下降旋鈕，使樣片待測點(diǎn)與四探針平穩(wěn)接觸，調(diào)節(jié)電流旋鈕，使液晶屏顯示的值與標(biāo)準(zhǔn)樣片值一致。反復(fù)校對三次后按下電流顯示按鈕，看一下電流值與標(biāo)準(zhǔn)樣片電流值是否一致，如有誤差的話，測量時(shí)將此誤差加減在待測硅片的測量電流上，然后再進(jìn)行測量。測試方法及步驟：打開電源開關(guān)，預(yù)熱10分鐘測試標(biāo)準(zhǔn)樣片，校對儀器按所測硅片的厚度，查表后調(diào)節(jié)電流。放待測硅片，中心點(diǎn)所顯示數(shù)值即為該硅片電阻率.附錄：實(shí)測電阻率測量電流選擇對照表

　　電阻率測試取點(diǎn)法：（按顧客要求選擇取點(diǎn)方法）

　　九點(diǎn)法：中心一點(diǎn)，距邊緣6mm處對稱4點(diǎn)，此4點(diǎn)距中心點(diǎn)R/2處各一點(diǎn)

　　三點(diǎn)法：中心一點(diǎn)，距邊緣6mm處對稱兩點(diǎn)

　　五點(diǎn)法：中心一點(diǎn)，距邊緣6mm處對稱兩點(diǎn)，此兩點(diǎn)距中心點(diǎn)R/2處各一點(diǎn)

　　GB11073-89A方案：小面積十字型，測量六點(diǎn)：在硅片中心點(diǎn)測兩次，在兩條垂直直徑的半徑中點(diǎn)（R/2）處各測量一點(diǎn)。

　　GB11073-89B方案：大面積十字型，測量六點(diǎn)：在硅片中心點(diǎn)測兩次，在兩條垂直直徑距硅片邊緣6mm處各測量一點(diǎn)。

　　GB11073-89C方案：小面積及大面積十字型，測量十點(diǎn)：在硅片中心點(diǎn)測兩次，在兩條垂直直徑的半徑中點(diǎn)（R/2）處各測量一點(diǎn)，在兩條垂直直徑距硅片邊緣6mm處各測量一點(diǎn)。

　　GB11073-89C方案：一條直徑上的高分辨型：在硅片中心點(diǎn)以及中心與直徑兩端的距離之間，以2mm間隔在盡可能多的位置上進(jìn)行測量。

　　如顧客有特殊要求，按特殊要求執(zhí)行。

　　電阻率不均勻度計(jì)算方法：

　　ρ不均勻度=（ρmax-ρmin）/ρmin×100%

　　如顧客有特殊要求，按特殊要求執(zhí)行。

　　c千分表

　　檢測項(xiàng)目：硅片厚度。厚度檢測最大量程：<>

　　d型號(hào)儀

　　檢測項(xiàng)目：硅片導(dǎo)電類型

　　接通電源，指示燈亮。接通熱筆加熱器電源，熱筆溫度升高到60℃時(shí)。檢查被測表面是否符合干燥，無油污、砂粒、噴砂均勻等要求，若不合要求，表面應(yīng)重新處理。測量前，用已知P、N型號(hào)樣塊檢查測量系統(tǒng)是否處于正常狀態(tài)。用冷熱法測量時(shí)，兩手分別拿冷熱筆，并將筆緊壓在被測面上，觀看P、N型號(hào)的指示燈來判斷型號(hào)，測量時(shí)必須逐段交換冷熱筆位置，以避免兩探筆下兩點(diǎn)間有不同的導(dǎo)電型號(hào)。操作完畢，關(guān)閉熱筆加熱器電源和型號(hào)測試儀器電源

　　e硅片的直徑

　　測量工具：卡尺鋼板尺卡尺的校準(zhǔn)：每次使用前必須對卡尺進(jìn)行校對。

　　校準(zhǔn)方法：把卡尺推緊，使卡尺長腳一端的兩個(gè)內(nèi)平面對齊貼緊，不要有縫隙，讀出卡尺準(zhǔn)確數(shù)值。如卡尺有誤差，在測量時(shí)一定要把誤差計(jì)算在內(nèi)。合格判定及檢測方法:目測合格時(shí)每段單晶抽測兩片；目測不合格時(shí)將最大和最小片挑出，測量直徑，如超出顧客要求公差范圍，視為此棵硅片直徑不合格，退回車間返工；硅片橢圓度在顧客要求的公差內(nèi)為合格；參考面長度用鋼板尺測量，長度在顧客要求的公差內(nèi)為合格。

　　5.1直徑：橫穿圓片表面，通過晶片中心點(diǎn)且不與參考面或圓周上其他基準(zhǔn)區(qū)相交的直線長度。

　　5.2崩邊：晶片邊緣或表面未貫穿晶片的局部缺損區(qū)域，當(dāng)崩邊在晶片邊緣產(chǎn)生時(shí)，其尺寸由徑向深度和周邊弦長給出。

　　5.3倒角：晶片邊緣通過研磨或腐蝕整形加工成一定角度，以消除晶片邊緣尖銳狀態(tài)，避免在后序加工中造成邊緣損傷。

　　5.4崩邊：晶片邊緣或表面未貫穿晶片的局部缺損區(qū)域，當(dāng)崩邊在晶片邊緣產(chǎn)生時(shí)，其尺寸由徑向深度和周邊弦長給出。

　　5.5缺口：上下貫穿晶片邊緣的缺損。

　　5.6亮點(diǎn)：硅片研磨或拋光后，表面上殘留下來的一些孤立的機(jī)械損傷點(diǎn)，呈現(xiàn)為有可觀察到的孤立的小亮點(diǎn)。

　　5.7裂紋：延伸到晶片表面，可能貫穿，也可能不貫穿整個(gè)晶片厚度的解理或裂痕。

　　5.8總厚度變化：在厚度掃描或一系列點(diǎn)的厚度測量中，所測晶片的最大厚度與最小厚度的絕對差值。

　　5.9彎曲度：晶片中心面凹凸形變的一種度量，它與晶片可能存在任何厚度變化無關(guān)。彎曲度是晶片的一種體性質(zhì)而不是表面特性。

　　5.10翹曲度：晶片中心面與基準(zhǔn)面之間的最大和最小距離的差值。翹曲度是晶片的一種體性質(zhì)而不是表面特性。

　　5.11平整度：晶片表面與基準(zhǔn)平面之間最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的差值，是一種表面特性。

　　隨著半導(dǎo)體科學(xué)與技術(shù)的推廣，為人類進(jìn)步奠定了基石。單晶硅企業(yè)愈爭愈烈，一些傳統(tǒng)的工藝手段已經(jīng)不能滿足市場的需要，只有不斷開發(fā)新的工藝，不斷提高產(chǎn)品的質(zhì)量，才是企業(yè)生存的不二法門。