[发明专利]一种单晶硅位错密度的无损检测方法

说明书

本发明公开了一种单晶硅位错密度的无损检测方法，设置仪器参数，对单晶硅片进行XRD测试；获得该单晶硅片的XRD衍射谱，经过拟合，由该衍射谱获得衍射峰的半高宽数据B；以相同的仪器测试参数对无位错标准硅样品进行XRD测试，获得标准硅样品的XRD衍射谱，经过拟合，获得仪器宽化δ；根据关系式计算单晶硅位错导致的物理宽化β；根据公式ρ=βsupgt;2/supgt;/(4.35bsupgt;2/supgt;)计算所测单晶硅的位错密度。该无损检测方法以XRD测试方法为基础、可对位错密度进行定量化测试表征的理论，实现单晶硅中位错密度的定量计算表征。操作简单，数据处理方便，结果可靠同时对待测样品无损。

技术领域

本发明属于硅晶体生产技术领域，涉及一种基于X射线衍射对单晶硅中的位错密度实现无损定量检测的方法。

背景技术

作为一种性能优良的半导体材料，单晶硅在半导体产业以及光伏发电两大领域均有着广泛且重要的应用。随着半导体和太阳能技术的快速发展，对单晶硅的外形尺寸和缺陷都提出了更高的要求，单晶硅朝着“大尺寸”、“无缺陷”的方向发展。其中，缺陷的多少和分布是衡量单晶硅品质优劣的重要标志之一。位错，作为晶体硅中的一种主要缺陷，其存在和数量对半导体材料的主要性能，如载流子迁移率、非平衡少子寿命以及P-N结的性能等，将会产生显著影响。［张文毓，单晶硅产业技术经济综合分析[J]，新材料产业，2010，(6)：15–17；钟丽菲，单晶硅缺陷的分析[J], 湖南科技学院学报，2011,32（4）：31–33；V.Kveder, M. Kittler, W. Schroter. Recombination activity of contaminateddislocations in silicon: Aelectron-beam-induced current contrast behavior[J]. Physical Review B Condensed Matter, 2001, 63:115208-1–115208-11；M.Kittler, X. Yu, O. F. Vyvenko, M. Birkholz, W. Seifert, M. Reiche, T.Wilhelm, T. Arguirov, A. Wolff, W. Fritzsche, M. Seibt, Self-organizedpattern formation of biomolecules at silicon surfaces: Intended applicationof a dislocation network [J]. Materials Science and Engineering C，2006, 26:902 – 910；I. Capan, V. Borjanović, B. Pivac， Dislocation-related deep levelsin carbon rich p-type polycrystalline silicon [J]. Solar Energy Materials andSolar Cells，2007, 91:931–937；明亮，黄美玲，段金刚，王锋，黄少文，周浪，铸造单晶硅性能和应用分析[J].太阳能学报，2022，43（1）：335–340.］