CN108957275A - 硅片导电类型判别方法及基于该判别方法的判别设备和测试仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅片导电类型判别方法及基于该判别方法的判别设备和测试仪，其中的硅片导电类型判别方法，包括以下步骤：选取待测硅片并测量所述硅片的实际电阻值，将测量所得的所述硅片的实际电阻值与设定的电阻阈值进行对比，若所述实际电阻值高于所述电阻阈值，则所述硅片为P型硅片，若所述实际电阻值低于所述电阻阈值，则所述硅片为N型硅片。本发明的一种硅片导电类型判别方法，通过比较硅片的实际电阻值与设定的电阻阈值之间的大小，能够快速分辨出硅片的导电类型，结果准确，且能够针对薄层面或者硅片的边缘薄层进行检测识别。
Description
技术领域
本发明属于硅片制造技术领域，具体涉及一种硅片导电类型判别方法及基于该硅片导电类型判别方法的硅片导电类型判别设备和一种简易的硅片导电类型测试仪。
背景技术
硅片是一种利用太阳光直接发电的半导体装置，目前以晶硅太阳能电池为光伏行业内的主流产品，其原理是当太阳光照在半导体p-n结上，产生新的空穴-电子对，在p-n结内建电场的作用下，光生空穴流向p区，光生电子流向n区，导致p-n结两边分别带上正负电荷，接通电路后就产生电流。p-n结是硅片的核心单元，其形成方式一般有两种，在P型硅的一面扩散磷或者在N型硅的一面扩散硼。因此在扩散制结的工艺流程前，确认硅片的导电类型即P型还是N型，显得十分重要。目前一般常用两种方法判定硅片的导电类型，目视法和冷热探针法。
目视法：主要依照对硅片表面的细微颜色变化进行识别，但由于对颜色的认可因人而异，不同生产工艺所呈现的表面颜色也存在差异，检验很难准确进行。目视也只能对表面有磷硅玻璃的半成品进行识别，产品的其他阶段无法实施。
冷热探针法：利用温差电效应的原理，将两根温度不同的探针与硅片表面接触，两探针间外接检流计（或数字电压表）形成一闭合回路，根据两个接触点处存在温差所引起的温差电流（或温差电压）的方向可以确定导电类型，但是这种方法针对对较厚的PN导电类型识别力较强，由于硅片生产过程中主要针对薄层面或者边缘薄层进行检测，因此这种方法识别准确度不高。
发明内容
有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的之一是提供一种能够快速识别硅片导电类型的判别方法，该判别方法简单、结果准确，且能够针对薄层面或者硅片的边缘薄层进行检测识别。
为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：
一种硅片导电类型判别方法，包括以下步骤：选取待测硅片并测量所述硅片的实际电阻值，将测量所得的所述硅片的实际电阻值与设定的电阻阈值进行对比，若所述实际电阻值高于所述电阻阈值，则所述硅片为P型硅片，若所述实际电阻值低于所述电阻阈值，则所述硅片为N型硅片。通过比较硅片的实际电阻值与设定的电阻阈值之间的大小，能够快速分辨硅片的导电类型，且结果迅速准确。
优选地，所述电阻阈值为200-5000Ω。由于P型硅片和N型硅片的导电原理不同，N型硅片的实际电阻值低，N型硅片的实际电阻值不会超过200Ω，P型硅片的实际电阻值高，P型硅片的实际电阻值不会低于5000Ω，即电阻阈值的最大范围可为200-5000Ω。
更加优选地，所述电阻阈值为1000Ω。
优选地，所述硅片的实际电阻值测量区域为离所述硅片边缘1cm-15cm以内的区域。
更加优选地，所述实际电阻值为在所述测量区域内采集5-10个不同位置的电阻值的平均值。
本发明还提供了一种基于如上所述的硅片导电类型判别方法的硅片导电类型判别设备，包括传送轨道、用于将待测的硅片放置于所述传送轨道上的前端机械手臂、位于所述传送轨道上的电极滚轮、与所述电极滚轮相连接的且用于测试所述硅片实际电阻值的欧姆测试仪以及根据所述欧姆测试仪的测试结果将所述待测硅片分选至承载容器内的后端机械手臂，所述前端机械手臂和后端机械手臂上设置有用于吸取所述硅片的吸片器。通过与欧姆测试仪连接的电极滚轮，能够实时测出位于电极滚轮上的硅片的电阻值，控制系统将硅片的实际电阻值与设定的电阻阈值进行对比，若该硅片的实际电阻值小于设定的电阻阈值，则控制系统控制后端机械手臂将该硅片放入N型硅片承载区，若该硅片的实际电阻值大于设定的电阻阈值，则控制系统控制后端机械手臂将该硅片放入P型硅片承载区。
优选地，所述电极滚轮的上方设置有吹出压缩空气的用于将所述硅片紧贴于所述电极滚轮的气帘。
本发明还提供了一种基于如上所述的硅片导电类型判别方法的硅片导电类型测试仪，包括欧姆电阻表以及用于接触待测硅片的弹簧探针，所述欧姆电阻表与所述弹簧探针之间用导线电性连接。
优选地，两根所述弹簧探针之间的间距为1cm。
优选地，所述欧姆电阻表为指针式欧姆电阻表，所述指针式欧姆电阻表的指示盘上设有一标示线，所述标示线所在位置的电阻值为设定的电阻阈值。通过在指针式欧姆电阻表中设置标示线，使得测得的硅片的电阻值实时与设定的电阻阈值进行对比，并在标示线的左侧标记出N型硅片、标示线的右侧标记出P型硅片，能够快速得出当前的待测硅片是N型硅片还是P型硅片。
与现有技术相比，本发明的有益之处在于：本发明的一种硅片导电类型判别方法，通过比较硅片的实际电阻值与设定的电阻阈值之间的大小，能够快速分辨出硅片的导电类型，结果准确，且能够针对薄层面或者硅片的边缘薄层进行检测识别。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明优选实施例一中硅片导电类型判别方法的流程图；
图2为本发明优选实施例二中硅片导电类型判别设备的示意图；
图3为本发明优选实施例三的硅片导电类型测试仪的示意图；
附图中：硅片-1，传送轨道-2，电极滚轮-3，欧姆测试仪-4，承载容器-5，气帘-6，欧姆电阻表-7，弹簧探针-8，导线-9，标示线-10，指针-11。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于发明保护的范围。
实施例一 硅片导电类型判别方法
如图1所示，本实施例中的一种硅片导电类型判别方法，主要包括以下步骤：
步骤S1：设定电阻阈值
由于P型硅片和N型硅片的导电原理不同，N型硅片的实际电阻值低，N型硅片的实际电阻值不会超过200Ω，P型硅片的实际电阻值高，P型硅片的实际电阻值不会低于5000Ω，即电阻阈值的最大范围可为200-5000Ω。本实施例中将电阻阈值设定为1000Ω。
步骤S2：选取待测硅片
选取若干个P/N型混杂的待测硅片。
步骤S3：测量实际电阻值
测量硅片的实际电阻值，其测量区域为离硅片边缘1cm-15cm以内的区域，且实际电阻值为在测量区域内采集5-10个不同位置的电阻值的平均值，以使得结果更加准确。
步骤S4：判别硅片的导电类型
将测量所得的硅片的实际电阻值与设定的电阻阈值进行对比，若实际电阻值大于设定的电阻阈值1000Ω，则硅片为P型硅片。如测得硅片的实际电阻值为5368Ω，则该硅片的导电类型为P型。
若实际电阻值小于电阻阈值1000Ω，则硅片为N型硅片。如测得硅片的实际电阻值为156Ω，则该硅片的导电类型为N型。
通过比较硅片的实际电阻值与设定的电阻阈值之间的大小，能够快速分辨硅片的导电类型，结果迅速准确，且能够针对薄层面或者硅片的边缘薄层进行检测识别。
实施例二 硅片导电类型判别设备
参照图2，本实施例的一种基于实施例一的硅片导电类型判别方法的硅片导电类型判别设备，包括传送轨道2、用于将待测的硅片1放置于传送轨道2上的前端机械手臂、位于传送轨道2上的电极滚轮3、与电极滚轮3相连接的且用于测试硅片1实际电阻值的欧姆测试仪4、根据欧姆测试仪4的测试结果将待测硅片1分选至承载容器5内的后端机械手臂以及控制系统，前端机械手臂和后端机械手臂上设置有用于吸取硅片1的吸片器，承载容器5包括P型硅片承载区和N型硅片承载区。
为了使硅片1能够紧贴在电极滚轮3上以保证测试结果的准确性，本实施例在电极滚轮3的上方设置有吹出压缩空气的气帘6。
通过与欧姆测试仪4连接的电极滚轮3，能够实时测出位于电极滚轮4上的硅片1的电阻值，控制系统内设置有识别模块，识别模块将硅片1的实际电阻值与设定的电阻阈值进行对比，若该硅片1的实际电阻值小于设定的电阻阈值，则控制系统发送信号给后端机械手臂，后端机械手臂接收该信号后将该硅片1放入N型硅片承载区，若该硅片1的实际电阻值大于设定的电阻阈值，则控制系统发送信号给后端机械手臂，后端机械手臂接收该信号后将该硅片1放入P型硅片承载区。本实施例中设定的电阻阈值为1000Ω。
以下简述本实施例中硅片导电类型判别设备的工作过程：
选取M片（M≥1）P/N型混杂的硅片1，利用前端机械手臂和吸片器将其逐片放在传送轨道2上。硅片1在传送轨道2上向前输送时经过两个与欧姆测试仪4连接的电极滚轮3，硅片1上侧使用压缩空气的气帘6吹气，保证硅片1与电极滚轮3良好的接触。
欧姆测试仪4对电极滚轮3上移动的硅片1实时检测欧姆电阻值。在硅片1边缘向内1cm-15cm之间间隔采集5个位置的电阻值，本实施例中从1cm处开始，13cm处结束，每个位置间距为3cm，对5个采样值进行平均值计算后得到实际电阻值并发送给控制系统，控制系统的识别模块接收到实际电阻值后与设定的电阻阈值进行对比判断，若实际电阻值大于1000Ω的判定为P型硅片1，控制系统发送信号给后端机械手臂，后端机械手臂接收该信号后将该硅片1放入P型硅片承载区；若实际电阻值小于1000Ω判定为N型硅片1，控制系统发送信号给后端机械手臂，后端机械手臂接收该信号后将该硅片1放入N型硅片承载区。
本实施例中的基于实施例一的硅片导电类型判别方法的硅片导电类型判别设备通过测量硅片的实际电阻值并与设定的电阻阈值进行对比判断硅片的导电类型，运行简单、操作方便，判别结果迅速准确，且能够针对薄层面或者硅片的边缘薄层进行检测识别。
实施例三 硅片导电类型检测仪
参照图3，本实施例还提供了一种基于实施例一的硅片导电类型判别方法的硅片导电类型测试仪，包括欧姆电阻表7以及用于接触待测硅片1的弹簧探针8，两根弹簧探针8之间的间距为1cm，欧姆电阻表7与弹簧探针8之间用导线9电性连接。
本实施例中的欧姆电阻表7为指针式欧姆电阻表，该指针式欧姆电阻表的指示盘上设有一标示线10，标示线10所在位置的电阻值为设定的电阻阈值，本实施例中设定的电阻阈值为1000Ω。本实施例中在标示线10的左侧具有“N”标志，标示线10的右侧具有“P”标志，使得测试的结果更加简洁明了。
通过在指针式欧姆电阻表中设置标示线，使得测得的硅片1的电阻值实时与设定的电阻阈值进行对比，并在标示线10的左侧标记出N型硅片、标示线10的右侧标记出P型硅片，能够快速得出当前的待测硅片是N型硅片还是P型硅片。
以下简述本实施例中硅片导电类型检测仪的工作过程：
指针式欧姆电阻表7输出两根导线9，两根导线9连接在间距为1cm的两根弹簧探针8上。将欧姆电阻表7输出值调整至“10Ω”档，在指针显示区域的1000Ω位置设置标示线，定义标示线10至0Ω值区域为N型区，定义标示线10至+∞Ω区域为P型区。将两根弹簧探针8压在硅片1的表面，根据指针11最终所在的位置区域识别当前的硅片1为P型硅片还是N型硅片。
本实施例的简易的硅片导电类型检测仪，通过测量硅片的实际电阻值并与设定的电阻阈值进行对比判断硅片的导电类型，操作方便，判别结果迅速准确，且能够针对薄层面或者硅片的边缘薄层进行检测识别。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种硅片导电类型判别方法，其特征在于，包括以下步骤：选取待测的硅片并测量所述硅片的实际电阻值，将测量所得的所述硅片的实际电阻值与设定的电阻阈值进行对比，若所述实际电阻值高于所述电阻阈值，则所述硅片为P型硅片，若所述实际电阻值低于所述电阻阈值，则所述硅片为N型硅片。
2.根据权利要求1所述的一种硅片导电类型判别方法，其特征在于：所述电阻阈值为200-5000Ω。
3.根据权利要求2所述的一种硅片导电类型判别方法，其特征在于：所述电阻阈值为1000Ω。
4.根据权利要求1所述的一种硅片导电类型判别方法，其特征在于：所述硅片的实际电阻值测量区域为离所述硅片边缘1cm-15cm以内的区域。
5.根据权利要求4所述的一种硅片导电类型判别方法，其特征在于：所述实际电阻值为在所述测量区域内采集5-10个不同位置的电阻值的平均值。
6.一种硅片导电类型判别设备，其特征在于：包括传送轨道、用于将待测的硅片放置于所述传送轨道上的前端机械手臂、位于所述传送轨道上的电极滚轮、与所述电极滚轮相连接且用于测试所述硅片实际电阻值的欧姆测试仪、将所述待测硅片分选至承载容器内的后端机械手臂以及控制系统。
7.根据权利要求6所述的一种硅片导电类型判别设备，其特征在于：所述电极滚轮的上方设置有吹出压缩空气的用于将所述硅片紧贴于所述电极滚轮的气帘。
8.一种硅片导电类型测试仪，其特征在于，包括欧姆电阻表以及用于接触待测硅片的弹簧探针，所述欧姆电阻表与所述弹簧探针之间用导线电性连接。
9.根据权利要求8权利要求所述的一种硅片导电类型测试仪，其特征在于：两根所述弹簧探针之间的间距为1cm。
10.根据权利要求8所述的一种硅片导电类型测试仪，其特征在于：所述欧姆电阻表为指针式欧姆电阻表，所述指针式欧姆电阻表的指示盘上设有一标示线，所述标示线所在位置的电阻值为设定的电阻阈值。
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