单晶硅粉末检测

检测项目

物理特性：

• 粒度分布：D10/D50/D90值（激光衍射法，GB/T 19077）
• 比表面积：BET法测定值（精度±0.05m²/g，ISO 9277）
• 振实密度：≥1.35g/cm³（GB/T 5162）

化学成分：

• 金属杂质：Fe/Al/Ca总量≤0.1ppm（ICP-MS，GB/T 39145）
• 氧碳含量：O≤1.5ppm，C≤0.8ppm（FTIR，ASTM F1394）
• 硼磷掺杂：B≤0.01ppb，P≤0.03ppb（GDMS）

晶体结构：

• 结晶度：≥99.9%（XRD半高宽法，JCPDS 27-1402）
• 晶格常数：5.4307±0.0001Å（XRD Rietveld精修）
• 位错密度：≤100/cm²（蚀坑法，SEM 20kV）

表面特性：

• 氧化层厚度：≤2nm（XPS深度剖析）
• Zeta电位：-35±5mV（pH=7，激光散射法）
• 表面形貌：粗糙度Ra≤0.1μm（AFM 5μm扫描）

电学性能：

• 电阻率：0.1-100Ω·cm（四探针法，ASTM F84）
• 少子寿命：≥100μs（微波光电导衰减）

热学性能：

• 热膨胀系数：2.6×10⁻⁶/K（25-300℃，DIL 402C）
• 比热容：0.7J/(g·K)（DSC 214）

机械性能：

• 显微硬度：1100±50HV0.01（纳米压痕法）
• 弹性模量：170±5GPa（ISO 14577）

粒度形貌：

• 球形度：≥0.85（动态图像分析，ISO 13322-2）
• 长径比：≤1.2（SEM统计200颗粒）

杂质分析：

• 铀钍含量：U<0.001ppt，Th<0.002ppt（AMS）
• 有机物残留：TOC≤50ppb（高温燃烧法）

氧含量分布：

• 体氧浓度：≤1×10¹⁶atoms/cm³（FTIR校准）
• 氧沉淀密度：≤1×10⁴/cm²（高温退火+择优腐蚀）

检测范围

1. 半导体级单晶硅粉： 纯度≥99.9999%，重点控制铀钍放射性元素及重金属杂质

2. 光伏级单晶硅粉： 粒径范围0.5-20μm，侧重硼磷含量平衡与少子寿命

3. 纳米单晶硅粉： D50≤100nm，需强化比表面积与表面官能团分析

4. 区熔法单晶硅粉： 氧含量≤0.5ppm，重点监测碳沾污及位错密度

5. 电子级硅溶胶原料： 检测Zeta电位稳定性及金属离子溶出量

6. 硅碳负极材料： 关注振实密度与首次库伦效率关联性

7. 多晶硅转化料： 强化氯离子残留检测（≤0.1ppm）

8. 3D打印用硅粉： 流动性与粒径分布SPAN值≤1.0

9. 单晶硅晶种粉： 晶体取向偏差Δθ<0.3°

10. 外延生长原料： 表面氧化层厚度及有机沾污物检测

检测方法

国际标准：

• ASTM E1613-12 电感耦合等离子体质谱法测定杂质
• ISO 13320:2020 激光衍射粒度分析通则
• SEMI MF1724-1109 硅粉氧含量FTIR测试

国家标准：

• GB/T 26067-2010 多晶硅用硅粉化学分析
• GB/T 30834-2014 纳米硅粉比表面积测定
• GB/T 37406-2019 硅粉中硼磷杂质检测

方法差异说明：GB/T 30834采用静态容量法氮吸附，而ISO 9277允许动态流动法；SEMI标准要求液氮冷却MCT探测器，GB标准采用室温DTGS探测器

检测设备

1. 激光粒度仪： Malvern Mastersizer 3000（量程0.01-3500μm，重复性±0.5%）

2. 场发射电镜： Zeiss Gemini 500（分辨率0.8nm@15kV，EDS能谱）

3. 高分辨XRD： Bruker D8 ADVANCE（CuKα1辐射，角度重复性0.0001°）

4. 质谱仪： Thermo iCAP RQ（检出限0.1ppt，质量范围2-290amu）

5. 傅里叶红外光谱： Nicolet iS50（波数范围7800-350cm⁻¹，分辨率0.09cm⁻¹）

6. 四探针测试仪： Lucas Labs SYS-301（电流范围0.1μA-100mA）

7. 比表面分析仪： Micromeritics ASAP 2460（孔径分析0.35-500nm）

8. 纳米压痕仪： Keysight G200（载荷分辨率50nN，位移分辨率0.01nm）

9. 热膨胀仪： Netzsch DIL 402 C（升温速率0.001-50K/min）

10. 少子寿命仪： Semilab WT-2000（注入水平1013-1017cm-3）

11. Zeta电位仪： Malvern Zetasizer Pro（电场频率2-20MHz）

12. 热分析系统： Mettler TGA/DSC 3+（温度范围25-1600℃）

13. 原子力显微镜： Bruker Dimension Icon（扫描范围90μm，分辨率0.2nm）

14. 动态图像分析仪： Retsch CAMSIZER X2（测量速率270帧/秒）

15. 辉光放电质谱： Thermo Scientific GD PRO（深度分辨率1nm/层）

北检(北京)检测技术研究院【简称：北检院】

报告：可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期：7~15工作日，可加急。

资质：旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试：严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试：支持定制化试验方案。

售后：报告终身可查，工程师1v1服务。

以上是与"单晶硅粉末检测"相关的简单介绍，具体试验/检测周期、检测方法和仪器选择会根据具体的检测要求和标准而有所不同。北检研究院将根据客户需求合理的制定试验方案。