CN112986685A - 单晶硅棒电阻率的测量方法及装置 - Google Patents

单晶硅棒电阻率的测量方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种单晶硅棒电阻率的测量方法及装置，属于半导体技术领域。单晶硅棒电阻率的测量方法包括：对待测单晶硅棒头部硅片的电阻率进行测量；根据测量得到的电阻率、单晶硅电阻率和掺杂浓度的第一关系计算所述待测单晶硅棒头部的掺杂浓度；获取单晶硅棒电阻率的测算公式，所述测算公式的计算参数包括单晶硅棒不同位置的浓度比值和单晶硅棒头部的掺杂浓度；根据单晶硅棒不同位置的浓度比值和所述待测单晶硅棒头部的掺杂浓度计算所述待测单晶硅棒不同位置的电阻率。本发明能够计算固定位置处单晶硅棒的电阻率。

Description

单晶硅棒电阻率的测量方法及装置
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别是指一种单晶硅棒电阻率的测量方法及装置。
背景技术
电阻率是半导体单晶硅片的主要技术指标，对硅片电阻率的调控是根据掺杂剂的重量来控制的，硅片厂商根据客户的需求，以目标电阻率为依据计算掺杂浓度。电阻率的测量是将晶棒切割成硅片，在固定位置抽样进行测量。为了确认硅片在客户的电阻率范围内，所需抽样的硅片较多，测试结果等待的周期较长。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种单晶硅棒电阻率的测量方法及装置，能够计算固定位置处单晶硅棒的电阻率。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：
一方面，本发明的实施例提供一种单晶硅棒电阻率的测量方法，包括：
对待测单晶硅棒头部硅片的电阻率进行测量；
根据测量得到的电阻率、单晶硅电阻率和掺杂浓度的第一关系计算所述待测单晶硅棒头部的掺杂浓度；
获取单晶硅棒电阻率的测算公式，所述测算公式的计算参数包括单晶硅棒不同位置的浓度比值和单晶硅棒头部的掺杂浓度；
根据单晶硅棒不同位置的浓度比值和所述待测单晶硅棒头部的掺杂浓度计算所述待测单晶硅棒不同位置的电阻率。
一些实施例中，还包括获取所述浓度比值的步骤，获取所述浓度比值包括：
在基准单晶硅棒的预设位置抽取硅片，测量所述硅片的第一电阻率；
根据所述第一电阻率、单晶硅电阻率和掺杂浓度的第一关系计算所述基准单晶硅棒预设位置的第一掺杂浓度；
根据单晶硅棒中掺杂浓度的分布规律和所述基准单晶硅棒头部的掺杂浓度计算所述基准单晶硅棒预设位置的第二掺杂浓度；
计算所述第一掺杂浓度和所述第二掺杂浓度的比值作为所述预设位置的浓度比值。
一些实施例中，还包括获取所述浓度比值的步骤，获取所述浓度比值包括：
在基准单晶硅棒的预设位置抽取硅片，测量所述硅片的第一电阻率；根据所述第一电阻率、单晶硅电阻率和掺杂浓度的第一关系计算所述基准单晶硅棒预设位置的第一掺杂浓度；根据单晶硅棒中掺杂浓度的分布规律和所述基准单晶硅棒头部的掺杂浓度计算所述基准单晶硅棒预设位置的第二掺杂浓度；计算所述第一掺杂浓度和所述第二掺杂浓度的第一比值；
更换基准单晶硅棒，重复上述步骤，直至得到N个所述第一比值，N为大于1的整数；
利用N个所述第一比值确定所述预设位置的浓度比值。
一些实施例中，根据所述第一电阻率、单晶硅电阻率和掺杂浓度的第一关系计算所述基准单晶硅棒预设位置的第一掺杂浓度包括：
利用以下公式计算所述第一掺杂浓度：
Figure BDA0002941448570000021
其中，ρ为第一电阻率，
Figure BDA0002941448570000022
为第一掺杂浓度。
一些实施例中，根据单晶硅棒中掺杂浓度的分布规律和所述基准单晶硅棒头部的掺杂浓度计算所述基准单晶硅棒预设位置的第二掺杂浓度包括：
利用以下公式计算所述第二掺杂浓度：
Figure BDA0002941448570000023
其中，
Figure BDA0002941448570000024
为第二掺杂浓度，
Figure BDA0002941448570000025
为所述单晶硅棒头部的掺杂浓度，所述单晶硅棒预设位置与所述单晶硅棒头部的距离为l，g是单晶硅棒生长到l长度时单晶硅棒的重量和单晶硅棒总重量的比值，k为掺杂杂质的分凝系数。
一些实施例中，所述测算公式为：
Figure BDA0002941448570000031
其中，Fl(g)为待测位置的浓度比值，ρl(g)为待测位置的电阻率，所述待测位置与所述单晶硅棒头部的距离为l，g是单晶硅棒生长到l长度时单晶硅棒的重量和单晶硅棒总重量的比值，k为掺杂杂质的分凝系数。
另一方面，本发明实施例还提供了一种单晶硅棒电阻率的测量装置，包括：
测量模块，用于对待测单晶硅棒头部硅片的电阻率进行测量；
第一计算模块，用于根据测量得到的电阻率、单晶硅电阻率和掺杂浓度的第一关系计算所述待测单晶硅棒头部的掺杂浓度；
获取模块，用于获取单晶硅棒电阻率的测算公式，所述测算公式的计算参数包括单晶硅棒不同位置的浓度比值和单晶硅棒头部的掺杂浓度；
第二计算模块，用于根据单晶硅棒不同位置的浓度比值和所述待测单晶硅棒头部的掺杂浓度计算所述待测单晶硅棒不同位置的电阻率。
一些实施例中，还包括浓度比值获取模块，所述浓度比值获取模块用于在基准单晶硅棒的预设位置抽取硅片，测量所述硅片的第一电阻率；根据所述第一电阻率、单晶硅电阻率和掺杂浓度的第一关系计算所述基准单晶硅棒预设位置的第一掺杂浓度；根据单晶硅棒中掺杂浓度的分布规律和所述基准单晶硅棒头部的掺杂浓度计算所述基准单晶硅棒预设位置的第二掺杂浓度；计算所述第一掺杂浓度和所述第二掺杂浓度的比值作为所述预设位置的浓度比值。
一些实施例中，还包括浓度比值获取模块，所述浓度比值获取模块用于在基准单晶硅棒的预设位置抽取硅片，测量所述硅片的第一电阻率；根据所述第一电阻率、单晶硅电阻率和掺杂浓度的第一关系计算所述基准单晶硅棒预设位置的第一掺杂浓度；根据单晶硅棒中掺杂浓度的分布规律和所述基准单晶硅棒头部的掺杂浓度计算所述基准单晶硅棒预设位置的第二掺杂浓度；计算所述第一掺杂浓度和所述第二掺杂浓度的第一比值；更换基准单晶硅棒，重复上述步骤，直至得到N个所述第一比值，N为大于1的整数；利用N个所述第一比值确定所述预设位置的浓度比值。
本发明实施例还提供了一种单晶硅棒电阻率的测量装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器执行所述程序时实现如上所述的单晶硅棒电阻率的测量方法。
本发明的实施例具有以下有益效果：
上述方案中，只需要对待测单晶硅棒头部硅片的电阻率进行测量，根据测量得到的电阻率、单晶硅电阻率和掺杂浓度的第一关系计算待测单晶硅棒头部的掺杂浓度，再根据单晶硅棒电阻率的测算公式和单晶硅棒不同位置的浓度比值即可计算得到待测单晶硅棒不同位置的电阻率，无需对待测单晶硅棒不同位置的硅片分别进行电阻率测量，能够降低对硅片的损耗，并能够快速得到待测单晶硅棒不同位置硅片的电阻率，极大的降低测量单晶硅棒电阻率的抽样频次和评价等待的时间。
附图说明
图1为本发明实施例单晶硅棒电阻率的测量方法的流程示意图；
图2为本发明实施例在基准单晶硅棒的预设位置抽取硅片的示意图；
图3为本发明实施例单晶硅棒电阻率的测量装置的结构示意图；
图4为本发明实施例单晶硅棒电阻率的测量装置的组成示意图。
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
现有技术在对单晶硅棒的电阻率进行测量时，是在单晶硅棒的固定位置抽取硅片进行电阻率测量，所需抽样的硅片较多，不但会对硅片造成损耗，而且测量的时间长。
掺杂剂在单晶硅棒中的分布是由分凝机制决定的，单晶硅的生长工艺是直拉法，直拉法是采用具有相同晶向的单晶做为籽晶进行引晶生长，通过缩颈、转肩、放肩、等径生长和收尾工艺生长单晶硅棒。在直拉法工艺中，杂质的分布是由分凝机制决定的。不同杂质在硅中的分凝系数不同，决定了在晶体生长过程中杂质在晶棒中的分布不同，分凝系数＜1，杂质在单晶硅棒中的分布是由头部到尾部逐渐增加；分凝系数＞1，杂质在单晶硅棒中的分布是由头部到尾部逐渐减少。在掺硼单晶硅片生产中，硼的分凝系数小于1，因此电阻率在单晶硅棒中的分布呈现由单晶硅棒头部到尾部逐渐减小的趋势。在晶体生长速度较低的准静态生长过程中，可将生长过程近似为一个一维的模型，这样，杂质在晶体中的分布可由如下公式表示：
Nl(g)＝N0k(1-g)k-1 (1)
其中Nl(g)是晶体生长到l长度时的晶体中所含杂质的浓度，N0是整体杂质的浓度，g是晶体生长到l长度时单晶硅棒的重量和最终单晶硅棒总重量的比值，k为该杂质的分凝系数。通过上述公式可以计算出杂质在单晶硅棒的不同位置处的杂质浓度，通过杂质浓度可以测算出单晶硅棒电阻率的分布，但由于上述公式是基于准静态的理论极限，给出的电阻率值和实际值存在一定的偏差。
本发明提供了一种单晶硅棒电阻率的测量方法及装置，在原有准静态生长模型下，引入测算的比例系数，确定掺杂剂在单晶硅棒中的浓度分布，并计算固定位置处单晶硅棒的电阻率。
本发明的实施例提供一种单晶硅棒电阻率的测量方法，如图1所示，包括：
步骤101：对待测单晶硅棒头部硅片的电阻率进行测量；
步骤102：根据测量得到的电阻率、单晶硅电阻率和掺杂浓度的第一关系计算所述待测单晶硅棒头部的掺杂浓度；
步骤103：获取单晶硅棒电阻率的测算公式，所述测算公式的计算参数包括单晶硅棒不同位置的浓度比值和单晶硅棒头部的掺杂浓度；
步骤104：根据单晶硅棒不同位置的浓度比值和所述待测单晶硅棒头部的掺杂浓度计算所述待测单晶硅棒不同位置的电阻率。
本实施例中，只需要对待测单晶硅棒头部硅片的电阻率进行测量，根据测量得到的电阻率、单晶硅电阻率和掺杂浓度的第一关系计算待测单晶硅棒头部的掺杂浓度，再根据单晶硅棒电阻率的测算公式和单晶硅棒不同位置的浓度比值即可计算得到待测单晶硅棒不同位置的电阻率，无需对待测单晶硅棒不同位置的硅片分别进行电阻率测量，能够降低对硅片的损耗，并能够快速得到待测单晶硅棒不同位置硅片的电阻率，极大的降低测量单晶硅棒电阻率的抽样频次和评价等待的时间。
一些实施例中，所述方法还包括获取所述浓度比值的步骤，获取所述浓度比值包括：
在基准单晶硅棒的预设位置抽取硅片，测量所述硅片的第一电阻率；
根据所述第一电阻率、单晶硅电阻率和掺杂浓度的第一关系计算所述基准单晶硅棒预设位置的第一掺杂浓度；
根据单晶硅棒中掺杂浓度的分布规律和所述基准单晶硅棒头部的掺杂浓度计算所述基准单晶硅棒预设位置的第二掺杂浓度；
计算所述第一掺杂浓度和所述第二掺杂浓度的比值作为所述预设位置的浓度比值。
本实施例中，基准单晶硅棒与待测单晶硅棒是同批次的单晶硅棒，因此，可以认为基准单晶硅棒与待测单晶硅棒的杂质分布基本相同，利用基准单晶硅棒获取的预设位置的浓度比值，可以作为同批次的所有单晶硅棒的预设位置的浓度比值，进而利用该浓度比值计算其他单晶硅棒的电阻率。
其中，可以有多个预设位置，单晶硅棒的长度一般在两米左右，可以在基准单晶硅棒上每间隔10-20cm测算一所述浓度比值，比如在基准单晶硅棒的位置1测算浓度比值1，在基准单晶硅棒的位置2测算浓度比值2，在基准单晶硅棒的位置3测算浓度比值3，...，在基准单晶硅棒的位置M测算浓度比值M，并存储位置与对应的浓度比值之间的对应关系，在之后需要获取待测单晶硅棒某一位置的电阻率时，查找该位置对应的浓度比值，利用查找出的浓度比值和待测单晶硅棒头部的掺杂浓度即可计算出该位置的电阻率。
一些实施例中，还包括获取所述浓度比值的步骤，获取所述浓度比值包括：
在基准单晶硅棒的预设位置抽取硅片，测量所述硅片的第一电阻率；根据所述第一电阻率、单晶硅电阻率和掺杂浓度的第一关系计算所述基准单晶硅棒预设位置的第一掺杂浓度；根据单晶硅棒中掺杂浓度的分布规律和所述基准单晶硅棒头部的掺杂浓度计算所述基准单晶硅棒预设位置的第二掺杂浓度；计算所述第一掺杂浓度和所述第二掺杂浓度的第一比值；
更换基准单晶硅棒，重复上述步骤，直至得到N个所述第一比值，N为大于1的整数；
利用N个所述第一比值确定所述预设位置的浓度比值。
本实施例中，基准单晶硅棒与待测单晶硅棒是同批次的单晶硅棒，因此，可以认为基准单晶硅棒与待测单晶硅棒的杂质分布基本相同，利用基准单晶硅棒获取的预设位置的浓度比值，可以作为同批次的所有单晶硅棒的预设位置的浓度比值，进而利用该浓度比值计算其他单晶硅棒的电阻率。
本实施例中，可以有多个基准单晶硅棒和多个预设位置，单晶硅棒的长度一般在两米左右，可以在基准单晶硅棒上每间隔10-20cm测算一所述第一比值，比如在基准单晶硅棒的位置1测算第一比值1，在基准单晶硅棒的位置2测算第一比值2，在基准单晶硅棒的位置3测算第一比值3，...，在基准单晶硅棒的位置M测算第一比值M，并存储位置与对应的第一比值之间的对应关系，在获取N个基准单晶硅棒在位置1的第一比值后，可以将N个所述第一比值中的最小值作为位置1的浓度比值，还可以将N个所述第一比值中的最大值作为位置1的浓度比值，还可以将N个所述第一比值的加权平均值作为位置1的浓度比值，对于位置2-位置M也是类似的操作。
在之后需要获取待测单晶硅棒某一位置的电阻率时，查找该位置对应的浓度比值，利用查找出的浓度比值和待测单晶硅棒头部的掺杂浓度即可计算出该位置的电阻率。
一些实施例中，根据所述第一电阻率、单晶硅电阻率和掺杂浓度的第一关系计算所述基准单晶硅棒预设位置的第一掺杂浓度包括：
利用以下公式计算所述第一掺杂浓度：
Figure BDA0002941448570000081
其中，ρ为第一电阻率，
Figure BDA0002941448570000082
为第一掺杂浓度。
一些实施例中，根据单晶硅棒中掺杂浓度的分布规律和所述基准单晶硅棒头部的掺杂浓度计算所述基准单晶硅棒预设位置的第二掺杂浓度包括：
利用以下公式计算所述第二掺杂浓度：
Figure BDA0002941448570000083
其中，
Figure BDA0002941448570000084
为第二掺杂浓度，
Figure BDA0002941448570000085
为所述单晶硅棒头部的掺杂浓度，所述单晶硅棒预设位置与所述单晶硅棒头部的距离为l，g是单晶硅棒生长到l长度时单晶硅棒的重量和单晶硅棒总重量的比值，k为掺杂杂质的分凝系数。
一些实施例中，所述测算公式为：
Figure BDA0002941448570000086
其中，Fl(g)为待测位置的浓度比值，ρl(g)为待测位置的电阻率，所述待测位置与所述单晶硅棒头部的距离为l，g是单晶硅棒生长到l长度时单晶硅棒的重量和单晶硅棒总重量的比值，k为掺杂杂质的分凝系数。
一具体实施例中，如图2所示，在单晶硅棒1上每间隔10～20cm抽取对应位置的硅片11，进行电阻率检测，得到ρ，其中，单晶硅棒1为基准单晶硅棒。对于每一位置，根据P型掺硼单晶硅电阻率和掺杂浓度的关系计算出单晶硅棒对应位置的掺杂浓度
Figure BDA0002941448570000087
Figure BDA0002941448570000088
根据公式(1)和由(2)式计算的头部的掺杂浓度计算出单晶硅棒不同位置的掺杂浓度
Figure BDA0002941448570000091
Figure BDA0002941448570000092
其中
Figure BDA0002941448570000093
是晶体生长到l长度时的晶体中所含杂质的浓度，N0是掺杂的总浓度，g是晶体生长到l长度时晶棒的重量和最终晶棒总重量的比值，k为该杂质的分凝系数。
对于晶棒头部，g＝0，有
Figure BDA0002941448570000094
即
Figure BDA0002941448570000095
代入(3)式中有：
Figure BDA0002941448570000096
因此单晶硅棒其他位置的掺杂浓度可由单晶硅棒头部的掺杂浓度、晶棒l位置处的重量占比和分凝系数计算得到根据单晶硅棒抽样位置测试的硅片电阻率，计算对应
Figure BDA0002941448570000097
知
Figure BDA0002941448570000098
的浓度比值
Figure BDA0002941448570000099
这样对于基准单晶硅棒，可以得到一系列的浓度比值，分别对应基准单晶硅棒的不同位置。比如在距离基准单晶硅棒头部的10cm处得到一浓度比值，在距离基准单晶硅棒头部的20cm处得到一浓度比值，在距离基准单晶硅棒头部的30cm处得到一浓度比值，以此类推。
按公式(4)计算出的固定位置的
Figure BDA00029414485700000910
根据P型掺硼单晶硅掺杂浓度和电阻率的关系计算出对应位置的电阻率
Figure BDA00029414485700000911
Figure BDA00029414485700000912
将计算的电阻率乘浓度比值Fl(g)，即为本发明的单晶硅棒电阻率的测算公式：
Figure BDA00029414485700000913
即单晶硅棒电阻率的测算公式的测算公式为：
Figure BDA00029414485700000914
其中，Fl(g)为待测位置的浓度比值，ρl(g)为待测位置的电阻率，所述待测位置与所述单晶硅棒头部的距离为l，g是单晶硅棒生长到l长度时单晶硅棒的重量和单晶硅棒总重量的比值，k为掺杂杂质的分凝系数。
在需要获取待测单晶硅棒的电阻率时，即可利用公式(7)计算待测单晶硅棒的待测位置处的电阻率，首先获取待测单晶硅棒头部的电阻率，根据P型掺硼单晶硅电阻率和掺杂浓度的关系计算出待测单晶硅棒头部的掺杂浓度
Figure BDA0002941448570000101
再根据基准单晶硅棒的对应位置处的浓度比值Fl(g)和公式(7)即可得到待测单晶硅棒的待测位置处的电阻率，其中，待测位置在待测单晶硅棒上的相对位置与所述对应位置在基准单晶硅棒上的相对位置相同。比如，需要获取待测单晶硅棒距离头部10cm处的电阻率，则可利用基准单晶硅棒距离头部10cm处得到的浓度比值进行计算；需要获取待测单晶硅棒距离头部20cm处的电阻率，则可利用基准单晶硅棒距离头部20cm处得到的浓度比值进行计算；需要获取待测单晶硅棒距离头部30cm处的电阻率，则可利用基准单晶硅棒距离头部30cm处得到的浓度比值进行计算，以此类推。
本发明实施例还提供了一种单晶硅棒电阻率的测量装置，如图3所示，包括：
测量模块21，用于对待测单晶硅棒头部硅片的电阻率进行测量；
第一计算模块22，用于根据测量得到的电阻率、单晶硅电阻率和掺杂浓度的第一关系计算所述待测单晶硅棒头部的掺杂浓度；
获取模块23，用于获取单晶硅棒电阻率的测算公式，所述测算公式的计算参数包括单晶硅棒不同位置的浓度比值和单晶硅棒头部的掺杂浓度；
第二计算模块24，用于根据单晶硅棒不同位置的浓度比值和所述待测单晶硅棒头部的掺杂浓度计算所述待测单晶硅棒不同位置的电阻率。
本实施例中，只需要对待测单晶硅棒头部硅片的电阻率进行测量，根据测量得到的电阻率、单晶硅电阻率和掺杂浓度的第一关系计算待测单晶硅棒头部的掺杂浓度，再根据单晶硅棒电阻率的测算公式和单晶硅棒不同位置的浓度比值即可计算得到待测单晶硅棒不同位置的电阻率，无需对待测单晶硅棒不同位置的硅片分别进行电阻率测量，能够降低对硅片的损耗，并能够快速得到待测单晶硅棒不同位置硅片的电阻率，极大的降低测量单晶硅棒电阻率的抽样频次和评价等待的时间。
一些实施例中，还包括浓度比值获取模块，所述浓度比值获取模块用于在基准单晶硅棒的预设位置抽取硅片，测量所述硅片的第一电阻率；根据所述第一电阻率、单晶硅电阻率和掺杂浓度的第一关系计算所述基准单晶硅棒预设位置的第一掺杂浓度；根据单晶硅棒中掺杂浓度的分布规律和所述基准单晶硅棒头部的掺杂浓度计算所述基准单晶硅棒预设位置的第二掺杂浓度；计算所述第一掺杂浓度和所述第二掺杂浓度的比值作为所述预设位置的浓度比值。
本实施例中，基准单晶硅棒与待测单晶硅棒是同批次的单晶硅棒，因此，可以认为基准单晶硅棒与待测单晶硅棒的杂质分布基本相同，利用基准单晶硅棒获取的预设位置的浓度比值，可以作为同批次的所有单晶硅棒的预设位置的浓度比值，进而利用该浓度比值计算其他单晶硅棒的电阻率。
其中，可以有多个预设位置，单晶硅棒的长度一般在两米左右，可以在基准单晶硅棒上每间隔10-20cm测算一所述浓度比值，比如在基准单晶硅棒的位置1测算浓度比值1，在基准单晶硅棒的位置2测算浓度比值2，在基准单晶硅棒的位置3测算浓度比值3，...，在基准单晶硅棒的位置M测算浓度比值M，并存储位置与对应的浓度比值之间的对应关系，在之后需要获取待测单晶硅棒某一位置的电阻率时，查找该位置对应的浓度比值，利用查找出的浓度比值和待测单晶硅棒头部的掺杂浓度即可计算出该位置的电阻率。
一些实施例中，还包括浓度比值获取模块，所述浓度比值获取模块用于在基准单晶硅棒的预设位置抽取硅片，测量所述硅片的第一电阻率；根据所述第一电阻率、单晶硅电阻率和掺杂浓度的第一关系计算所述基准单晶硅棒预设位置的第一掺杂浓度；根据单晶硅棒中掺杂浓度的分布规律和所述基准单晶硅棒头部的掺杂浓度计算所述基准单晶硅棒预设位置的第二掺杂浓度；计算所述第一掺杂浓度和所述第二掺杂浓度的第一比值；更换基准单晶硅棒，重复上述步骤，直至得到N个所述第一比值，N为大于1的整数；利用N个所述第一比值确定所述预设位置的浓度比值。
本实施例中，基准单晶硅棒与待测单晶硅棒是同批次的单晶硅棒，因此，可以认为基准单晶硅棒与待测单晶硅棒的杂质分布基本相同，利用基准单晶硅棒获取的预设位置的浓度比值，可以作为同批次的所有单晶硅棒的预设位置的浓度比值，进而利用该浓度比值计算其他单晶硅棒的电阻率。
本实施例中，可以有多个基准单晶硅棒和多个预设位置，单晶硅棒的长度一般在两米左右，可以在基准单晶硅棒上每间隔10-20cm测算一所述第一比值，比如在基准单晶硅棒的位置1测算第一比值1，在基准单晶硅棒的位置2测算第一比值2，在基准单晶硅棒的位置3测算第一比值3，...，在基准单晶硅棒的位置M测算第一比值M，并存储位置与对应的第一比值之间的对应关系，在获取N个基准单晶硅棒在位置1的第一比值后，可以将N个所述第一比值中的最小值作为位置1的浓度比值，还可以将N个所述第一比值中的最大值作为位置1的浓度比值，还可以将N个所述第一比值的加权平均值作为位置1的浓度比值，对于位置2-位置M也是类似的操作。
在之后需要获取待测单晶硅棒某一位置的电阻率时，查找该位置对应的浓度比值，利用查找出的浓度比值和待测单晶硅棒头部的掺杂浓度即可计算出该位置的电阻率。
一些实施例中，根据所述第一电阻率、单晶硅电阻率和掺杂浓度的第一关系计算所述基准单晶硅棒预设位置的第一掺杂浓度包括：
利用以下公式计算所述第一掺杂浓度：
Figure BDA0002941448570000121
其中，ρ为第一电阻率，
Figure BDA0002941448570000122
为第一掺杂浓度。
一些实施例中，根据单晶硅棒中掺杂浓度的分布规律和所述基准单晶硅棒头部的掺杂浓度计算所述基准单晶硅棒预设位置的第二掺杂浓度包括：
利用以下公式计算所述第二掺杂浓度：
Figure BDA0002941448570000123
其中，
Figure BDA0002941448570000124
为第二掺杂浓度，
Figure BDA0002941448570000125
为所述单晶硅棒头部的掺杂浓度，所述单晶硅棒预设位置与所述单晶硅棒头部的距离为l，g是单晶硅棒生长到l长度时单晶硅棒的重量和单晶硅棒总重量的比值，k为掺杂杂质的分凝系数。
一些实施例中，所述测算公式为：
Figure BDA0002941448570000131
其中，Fl(g)为待测位置的浓度比值，ρl(g)为待测位置的电阻率，所述待测位置与所述单晶硅棒头部的距离为l，g是单晶硅棒生长到l长度时单晶硅棒的重量和单晶硅棒总重量的比值，k为掺杂杂质的分凝系数。
本发明实施例还提供了一种单晶硅棒电阻率的测量装置，如图4所示，包括存储器31、处理器32及存储在所述存储器31上并可在所述处理器32上运行的计算机程序；所述处理器32执行所述程序时实现如上所述的单晶硅棒电阻率的测量方法。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种单晶硅棒电阻率的测量方法，其特征在于，包括：
对待测单晶硅棒头部硅片的电阻率进行测量；
根据测量得到的电阻率、单晶硅电阻率和掺杂浓度的第一关系计算所述待测单晶硅棒头部的掺杂浓度；
获取单晶硅棒电阻率的测算公式，所述测算公式的计算参数包括单晶硅棒不同位置的浓度比值和单晶硅棒头部的掺杂浓度；
根据单晶硅棒不同位置的浓度比值和所述待测单晶硅棒头部的掺杂浓度计算所述待测单晶硅棒不同位置的电阻率。
2.根据权利要求1所述的单晶硅棒电阻率的测量方法，其特征在于，还包括获取所述浓度比值的步骤，获取所述浓度比值包括：
在基准单晶硅棒的预设位置抽取硅片，测量所述硅片的第一电阻率；
根据所述第一电阻率、单晶硅电阻率和掺杂浓度的第一关系计算所述基准单晶硅棒预设位置的第一掺杂浓度；
根据单晶硅棒中掺杂浓度的分布规律和所述基准单晶硅棒头部的掺杂浓度计算所述基准单晶硅棒预设位置的第二掺杂浓度；
计算所述第一掺杂浓度和所述第二掺杂浓度的比值作为所述预设位置的浓度比值。
3.根据权利要求1所述的单晶硅棒电阻率的测量方法，其特征在于，还包括获取所述浓度比值的步骤，获取所述浓度比值包括：
在基准单晶硅棒的预设位置抽取硅片，测量所述硅片的第一电阻率；根据所述第一电阻率、单晶硅电阻率和掺杂浓度的第一关系计算所述基准单晶硅棒预设位置的第一掺杂浓度；根据单晶硅棒中掺杂浓度的分布规律和所述基准单晶硅棒头部的掺杂浓度计算所述基准单晶硅棒预设位置的第二掺杂浓度；计算所述第一掺杂浓度和所述第二掺杂浓度的第一比值；
更换基准单晶硅棒，重复上述步骤，直至得到N个所述第一比值，N为大于1的整数；
利用N个所述第一比值确定所述预设位置的浓度比值。
4.根据权利要求2或3所述的单晶硅棒电阻率的测量方法，其特征在于，根据所述第一电阻率、单晶硅电阻率和掺杂浓度的第一关系计算所述基准单晶硅棒预设位置的第一掺杂浓度包括：
利用以下公式计算所述第一掺杂浓度：
Figure FDA0002941448560000021
其中，ρ为第一电阻率，
Figure FDA0002941448560000022
为第一掺杂浓度。
5.根据权利要求2或3所述的单晶硅棒电阻率的测量方法，其特征在于，根据单晶硅棒中掺杂浓度的分布规律和所述基准单晶硅棒头部的掺杂浓度计算所述基准单晶硅棒预设位置的第二掺杂浓度包括：
利用以下公式计算所述第二掺杂浓度：
Figure FDA0002941448560000023
其中，
Figure FDA0002941448560000024
为第二掺杂浓度，
Figure FDA0002941448560000025
为所述单晶硅棒头部的掺杂浓度，所述单晶硅棒预设位置与所述单晶硅棒头部的距离为l，g是单晶硅棒生长到l长度时单晶硅棒的重量和单晶硅棒总重量的比值，k为掺杂杂质的分凝系数。
6.根据权利要求1所述的单晶硅棒电阻率的测量方法，其特征在于，所述测算公式为：
Figure FDA0002941448560000026
其中，F1(g)为待测位置的浓度比值，ρ1(g)为待测位置的电阻率，所述待测位置与所述单晶硅棒头部的距离为l，g是单晶硅棒生长到l长度时单晶硅棒的重量和单晶硅棒总重量的比值，k为掺杂杂质的分凝系数。
7.一种单晶硅棒电阻率的测量装置，其特征在于，包括：
测量模块，用于对待测单晶硅棒头部硅片的电阻率进行测量；
第一计算模块，用于根据测量得到的电阻率、单晶硅电阻率和掺杂浓度的第一关系计算所述待测单晶硅棒头部的掺杂浓度；
获取模块，用于获取单晶硅棒电阻率的测算公式，所述测算公式的计算参数包括单晶硅棒不同位置的浓度比值和单晶硅棒头部的掺杂浓度；
第二计算模块，用于根据单晶硅棒不同位置的浓度比值和所述待测单晶硅棒头部的掺杂浓度计算所述待测单晶硅棒不同位置的电阻率。
8.根据权利要求7所述的单晶硅棒电阻率的测量装置，其特征在于，还包括浓度比值获取模块，所述浓度比值获取模块用于在基准单晶硅棒的预设位置抽取硅片，测量所述硅片的第一电阻率；根据所述第一电阻率、单晶硅电阻率和掺杂浓度的第一关系计算所述基准单晶硅棒预设位置的第一掺杂浓度；根据单晶硅棒中掺杂浓度的分布规律和所述基准单晶硅棒头部的掺杂浓度计算所述基准单晶硅棒预设位置的第二掺杂浓度；计算所述第一掺杂浓度和所述第二掺杂浓度的比值作为所述预设位置的浓度比值。
9.根据权利要求7所述的单晶硅棒电阻率的测量装置，其特征在于，还包括浓度比值获取模块，所述浓度比值获取模块用于在基准单晶硅棒的预设位置抽取硅片，测量所述硅片的第一电阻率；根据所述第一电阻率、单晶硅电阻率和掺杂浓度的第一关系计算所述基准单晶硅棒预设位置的第一掺杂浓度；根据单晶硅棒中掺杂浓度的分布规律和所述基准单晶硅棒头部的掺杂浓度计算所述基准单晶硅棒预设位置的第二掺杂浓度；计算所述第一掺杂浓度和所述第二掺杂浓度的第一比值；更换基准单晶硅棒，重复上述步骤，直至得到N个所述第一比值，N为大于1的整数；利用N个所述第一比值确定所述预设位置的浓度比值。
10.一种单晶硅棒电阻率的测量装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-6中任一项所述的单晶硅棒电阻率的测量方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114047383A (zh) * 2021-11-02 2022-02-15 中环领先半导体材料有限公司 一种单晶硅棒电阻率的自动化测试设备及方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008211113A (ja) * 2007-02-28 2008-09-11 Shin Etsu Handotai Co Ltd エピタキシャル層のドーパント濃度測定方法およびこれを用いたエピタキシャル層の抵抗率測定方法
CN102081063A (zh) * 2009-12-01 2011-06-01 王正园 掺硼磷cz硅棒及配料中硼、磷快速分析法
CN106294302A (zh) * 2016-08-10 2017-01-04 宁夏高创特能源科技有限公司 一种硅靶材配料调节极性、电阻率测算方法
JP2017220545A (ja) * 2016-06-07 2017-12-14 信越半導体株式会社 シリコン単結晶ウェーハの抵抗率評価方法
JP2019108248A (ja) * 2017-12-19 2019-07-04 株式会社Sumco シリコン単結晶の製造方法
CN110456152A (zh) * 2019-07-08 2019-11-15 河北普兴电子科技股份有限公司 一种外延层电阻率的测试方法、系统及终端设备
JP2019202913A (ja) * 2018-05-23 2019-11-28 信越半導体株式会社 原料結晶の抵抗率の測定方法及びｆｚシリコン単結晶の製造方法
CN110646384A (zh) * 2019-09-24 2020-01-03 西安工业大学 一种半导体材料电阻率光学测量方法
CN111364099A (zh) * 2020-04-21 2020-07-03 宁夏银和新能源科技有限公司 连续拉制单晶棒剩余锅中料电阻率计算方法
CN111477560A (zh) * 2020-05-14 2020-07-31 包头美科硅能源有限公司 太阳能电池用镓、硼掺杂单晶硅棒区分的快速检测方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008211113A (ja) * 2007-02-28 2008-09-11 Shin Etsu Handotai Co Ltd エピタキシャル層のドーパント濃度測定方法およびこれを用いたエピタキシャル層の抵抗率測定方法
CN102081063A (zh) * 2009-12-01 2011-06-01 王正园 掺硼磷cz硅棒及配料中硼、磷快速分析法
JP2017220545A (ja) * 2016-06-07 2017-12-14 信越半導体株式会社 シリコン単結晶ウェーハの抵抗率評価方法
CN106294302A (zh) * 2016-08-10 2017-01-04 宁夏高创特能源科技有限公司 一种硅靶材配料调节极性、电阻率测算方法
JP2019108248A (ja) * 2017-12-19 2019-07-04 株式会社Sumco シリコン単結晶の製造方法
JP2019202913A (ja) * 2018-05-23 2019-11-28 信越半導体株式会社 原料結晶の抵抗率の測定方法及びｆｚシリコン単結晶の製造方法
CN110456152A (zh) * 2019-07-08 2019-11-15 河北普兴电子科技股份有限公司 一种外延层电阻率的测试方法、系统及终端设备
CN110646384A (zh) * 2019-09-24 2020-01-03 西安工业大学 一种半导体材料电阻率光学测量方法
CN111364099A (zh) * 2020-04-21 2020-07-03 宁夏银和新能源科技有限公司 连续拉制单晶棒剩余锅中料电阻率计算方法
CN111477560A (zh) * 2020-05-14 2020-07-31 包头美科硅能源有限公司 太阳能电池用镓、硼掺杂单晶硅棒区分的快速检测方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王惠;: "光伏组件电池片光致衰减特性的研究", 新型工业化, no. 01, pages 30 - 34 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114047383A (zh) * 2021-11-02 2022-02-15 中环领先半导体材料有限公司 一种单晶硅棒电阻率的自动化测试设备及方法

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