行业标准项目建议书
建议项目名称
(中文)
区熔用多晶硅材料
建议项目名称
(英文)
Polycrystalline silicon materials for float zoned
制定或修订
■制定 □修订
被修订标准号
采用程度
□IDT □MOD □NEQ
采标号
国际标准名称
(中文)
国际标准名称
(英文)
采用快速程序
□FTP
快速程序代码
□B □C
ICS分类号
29.045
中国标准分类号
H82
牵头单位
陕西有色天宏瑞科硅材料有限责任公司
体系编号
M6311
参与单位
洛阳中硅高科技有限公司、有研半导体材料股份有限公司、中国电子科技集团公司第四十六研究所
完成周期(月)
24
目的、意义
或必要性

区熔用多晶硅材料属于超高纯硅材料,在《重点新材料首批次应用示范指导目录(2021年版)》“三、先进半导体材料和新型显示材料”中明确提及区熔用多晶硅材料,区熔用多晶硅材料是区熔硅单晶和8英寸及12英寸集成电路硅片的原材料,是国家战略新兴产业中的新能源和新一代信息产业的基础原材料,属于《国家重点支持的高新技术领域》中新材料技术领域的半导体新材料。符合国家发布的《国家集成电路产业发展推进纲要》、《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策》、《中国制造2025》等政策的精神。

近年来,我国电子信息产业快速发展,特别是高科技领域对区熔用多晶硅材料的需求量有所增加。我国区熔用多晶硅主要依赖进口,每年从国外进口约300吨,而从美国进口量超过70%。随着中美大国博弈,美国对中国贸易战逐步升级,中美贸易摩擦不断,我国尖端电子科技产业发展将受到极大制约,半导体整个产业链的自主可控是唯一出路。区熔用多晶硅材料如有断供风险,必将严重影响我国集成电路、高压输电、高铁、新能源汽车以及国防安全等。

   在当前国际环境下, 本标准的起草具有重要的战略意义,标志着我国区熔用多晶硅材料取得重大突破,可以促进国内区熔用多晶硅材料的推广使用和半导体产业的蓬勃发展,推进先进半导体材料的国产替代,实现制造业由大变强的历史跨越。


范围和主要
技术内容

本标准适用于以氯硅烷、硅烷法生长的区熔用多晶硅材料。

本标准规定了区熔用多晶硅材料的施主杂质浓度、受主杂质浓度、总碳浓度、总氧浓度、少数载流子寿命、基体金属杂质含量、硅芯碳浓度、硅芯氧浓度、电阻率、尺寸及允许偏差、外观质量、导电类型等指标。


国内外情况
简要说明

区熔用多晶硅材料的产品为区熔硅单晶,其相对于直拉硅单晶具有纯度高、氧含量低、金属沾污小的特点,一直以来被广泛应用于高压、大功率器件,近年来更是在制备高压大功率IGBT、LDMOS和光电子等器件上得到广泛应用。器件用于超高压输电、电机变频调速、新能源汽车、高铁等工业、节能、交通运输、新能源、消费电子等多个领域。高阻和超纯区熔多晶硅,应用于光电探测、太赫兹、飞秒激光等国防航空领域,而高阻和超纯区熔多晶硅仅美国 REC一家公司能够生产,亦被美国视作军事战略材料,对中国实施禁售。国外美国REC和德国Wacker公司具备批量生产区熔用多晶硅棒的能力,2021年全球区熔多晶硅棒产量约1600吨,主要为美国RECsilicon公司、德国Wacker公司生产,我国区熔用多晶硅棒已经实现小批量供应,正在逐步替代进口产品。

区熔用多晶硅材料用于区熔法生长不同尺寸的硅单晶,生产工艺、质量检测与电子级块状硅、颗粒硅相差较大,纯度也更高。区熔用多晶硅棒是区熔硅单晶制备的必需原料,除了关注施受主元素、总碳浓度,总氧浓度、基体金属外,还对硅芯碳浓度,硅芯氧浓度,材料尺寸及允许偏差、外观质量度等指标有着特殊的严格要求。国内厂家近年来在国家、地方各类专项、政策的支持下,加大投入力度、上下游合作,可供应区熔用多晶硅材料。

目前国内关于多晶硅的产品标准,主要有GB/T 12963-2014《电子级多晶硅》、GB/T 25074-2017《太阳能级多晶硅》、GB/T 35307-2017《流化床法颗粒硅》。

其中GB/T 25074-2017、GB/T 35307-2017主要应用于光伏领域,与本文件规定的技术要求、应用领域相差较大。GB/T 12963主要适用于直拉工艺硅单晶,对氧含量浓度没有强制要求,与本标准的主要技术指标相差较大,特别是区熔用多晶硅材料对表面金属不做要求,反而对多晶硅棒的长度,总氧浓度以及硅芯碳和氧浓度具有明确的要求。国际标准SEMI M16是按区熔(FZ)和直拉(CZ)用多晶硅进行区分,SEMI M16中列出了CZFZ两种用途的多晶硅,但是对区熔用多晶硅没有明确具体的技术指标,只有客户协商指定;本征区熔用多晶硅材料的质量标准又不同于电子级多晶硅质量要求。如果将区熔用多晶硅材料与电子级多晶硅放在一起,会造成标准内容混乱、区分不够清晰。

综上所述,国内外对于区熔用多晶硅材料没有明确的执行标准,对于产品及其技术指标的定义也不清晰,从而影响区熔用多晶硅材料的生产、销售和使用。本标准的起草将明确区熔用多晶硅材料的质量要求,同时有利于激活区熔用多晶硅材料厂家对标生产,促进产品在下游企业进行推广使用,加速先进半导体材料的国产替代。



备注
《重点新材料首批次应用示范指导目录(2021年版)》“三、先进半导体材料和新型显示材料”中明确提及区熔用多晶硅材料 
牵头单位
(签字、盖公章)
月 日
标准化技术组织
(签字、盖公章)
月 日
部委托机构
(签字、盖公章)
月 日
[注1] 填写制定或修订项目中,若选择修订必须填写被修订标准号;
[注2] 选择采用国际标准,必须填写采标号及采用程度;
[注3] 选择采用快速程序,必须填写快速程序代码;
[注4] 体系编号是指在各行业(领域)技术标准体系建设方案中的体系编号。
文件说明
24行业标准项目建议书-区熔用多晶硅材料.doc (31KB)任务书(建议书)