ICP-MS测晶背测试

可送检的样品类型与对应检测项目

检测项目

1. 碱金属沾污量：Na、K单元素正面≤5×10¹⁰atoms/cm²，晶背验收典型≤1×10¹¹~5×10¹¹atoms/cm²，移动离子直接影响器件阈值电压稳定性

2. 过渡金属沾污量：Fe/Cu/Ni/Zn/Cr单元素晶背≤1×10¹¹~1×10¹²atoms/cm²，Fe为少子寿命退化主控元素

3. 碱土金属沾污量：Ca/Mg/Ba含量≤5×10¹⁰~5×10¹¹atoms/cm²，源于水洗与化学品残留

4. 铝沾污量：磨削与抛光晶背≤1×10¹²atoms/cm²，评估磨料与抛光液残留

5. 表面微粒沾污：晶背≥0.5μm颗粒计数≤100~500颗/片，按扫描面积归一化

6. 全元素半定量扫描：Li~U全谱覆盖，溶液态检出限10⁻³~10⁻¹μg/L，表面沾污检出限10⁸~10¹⁰atoms/cm²

检测范围

1. 硅单晶抛光片晶背：6~12英寸（150~300mm），P型与N型导电类型

2. 减薄晶圆晶背：减薄后厚度50~200μm，磨削与抛光复合工艺面

3. 功率器件衬底晶背：碳化硅、氮化镓单晶衬底背面加工面

4. 背面金属化晶圆：Ti/Ni/Ag、Ti/Pt/Ag多层背金属工艺晶背

5. 太阳能电池硅片晶背：单晶与多晶制绒背面、背场钝化前表面

检测方法

1. GB/T 29849-2013 光伏电池用硅材料表面金属杂质含量的电感耦合等离子体质谱测量方法

2. GB/T 31854-2015 光伏电池用硅材料中金属杂质含量的电感耦合等离子体质谱测量方法

3. GB/T 24578-2024 半导体晶片表面金属沾污的测定 全反射X射线荧光光谱法

4. GB/T 37837-2019 四极杆电感耦合等离子体质谱方法通则

5. GB/T 40110-2021 表面化学分析 全反射X射线荧光光谱法（TXRF）测定硅片表面元素污染

6. GB/T 30701-2014 表面化学分析 硅片工作标准样品表面元素的化学收集方法和全反射X射线荧光光谱法测定

7. YS/T 27-1992 晶片表面微粒沾污测量和计数的方法

检测设备

1. 四极杆电感耦合等离子体质谱仪：质量范围2~260amu，灵敏度≥1×10⁸cps/(μg/L，铟)，背景≤1cps，检出限ppt级

2. 三重四极杆ICP-MS：串联双四极杆加碰撞反应池，He/O₂/NH₃反应气模式，多原子干扰消除比≥10³

3. 高分辨ICP-MS：分辨率≥10000（10%峰谷定义），⁵⁶Fe与⁷⁵As直接分辨测定

4. VPD气相分解系统：HF蒸气反应腔，兼容2~12英寸晶圆，收集回收率80%~120%

5. 自动晶片扫描收集台：步进精度0.1mm，扫描速度5~50mm/min，晶背定量浸取路径可编程

6. 微波消解仪：温度≤300℃，压力≤10MPa，高纯聚四氟乙烯内衬防交叉沾污

7. 亚沸酸纯化器：硝酸与氢氟酸纯化后单元素杂质≤10ng/L，双瓶并联连续产酸

8. 超纯水系统：电阻率18.2MΩ·cm，TOC≤5μg/L，0.2μm终端过滤

9. 全反射X射线荧光光谱仪（TXRF）：表面沾污检出限约10¹⁰atoms/cm²，与ICP-MS结果互证

10. 千级洁净工作台：0.5μm尘埃粒子控制，晶圆取放与收集操作全程防护