编制说明（讨论稿）
一、工作简况
1、立项的目的和意义
硅单晶是典型的元素半导体材料，具有优良的热性能与机械性能，易于长成大尺寸高纯度晶体，是目前最重要、用途最广的半导体材料。在当今全球超过半导体市场中，95%以上的半导体器件和99%以上的集成电路都是在硅单晶片上制作的，在未来30年内，它仍是半导体工业最基本和最重要的功能材料。
一般而言，硅单晶的电学性能对器件性能有决定性的作用，其中电阻率是最直接、最重要的参数，直接反映出了晶体的纯度和导电能力。例如，晶体管的击穿电压就直接与硅单晶的电阻率有关。在器件设计时，根据器件的种类、特性以及制作工艺等条件，对硅单晶的电阻率的均匀和可靠都有一定的要求，因此，硅单晶电阻率的测试就显得至关重要。目前测试硅单晶电阻率时，一般利用探针法，尤其是四探针法。该方法原理简单，数据处理简便，使目前 应用最广泛的一种测试电阻率的技术。
由于硅单晶电阻率与温度有关，通常四探针电阻率测量的参考温度为23℃1℃，如检测温度有异于该温度，往往需要进行温度系数的修正。原来GB/T 1551标准中直接规定测试温度为23℃1℃，对环境的要求过于严格，造成很多企业和实验室无法满足，因此需要对标准测试温度进行修订，超出参考范围可以用温度系数修正公式修正。另外，原标准四探针和两探针法的干扰因素没有考虑全面，修订后的新标准对干扰因素进行了补充和修正。原标准的电阻率范围没有对视觉定位系统N型硅单晶和P型硅单晶做出区分，由于N型硅单晶电阻率比P型硅单晶电阻率范围大，所以应该对N型和P型范围区分界定。因此，需要对该标准进行修订，以便更好满足硅单晶电阻率的测试要求。
该标准的修订将有利于得到硅单晶电阻率准确的测量结果，满足产品销售的要求，为硅产业的发展提供技术保障。
2.任务来源
根据《国家标准委关于下达2018年第三批国家标准制修订计划的通知》（国标委综合[201
8] 60号）的要求，由中国电子科技集团公司第四十六研究所负责修订《硅单晶电阻率的测定 直排四探针法和直流两探针法》，计划编号为20181809-T-469，要求完成时间2020年 。
3.标准修订主编单位概况
中国电子科技集团公司第四十六研究所是我国最早从事半导体材料研究的单位之一，于1959年拉制出国内第一颗硅（Si）单晶，是国内专业从事军用特种硅材料研制和生产的单位，承担了国家各有关部门安排的大量科研项目研究及配套任务，其中多数达到国内领先或国际先进水平。无论是硅晶体生长还是加工技术都具有完整的生产线。硅单晶材料测试方面，2010年中国电科46所质检中心通过国家认证认可监督管理委员会的CNAS实验室认可，成为国际间互认的实验室（中国电子科技集团公司第四十六研究所中世博实验室），2014年3月得到国家认监委CAL授权，正式挂牌“国家电子功能及辅助材料质量监督检验中心”，有完整的半导体材料测量设备和仪器，多年来，凭借自身的技术优势，为国内外客户提供了大量的检测服务。
本单位拥有一批高素质的科研、生产和管理专业人才，曾制（修）订了多项硅单晶材料测
试标准，填补了多项国内相关测试标准空白，有丰富的制（修）订标准的经验。
4.主要工作过程
本标准的修订工作由要由中国电子科技集团公司第四十六研究所承担。
为顺利完成该项工作，2018农药渗透剂年12月本标准起草单位（中国电子科技集团公司第四十六研究所）组建了本标准起草工作组；起草工作组讨论并形成了修订本标准的工作计划及与各参与单位的任务分工。2018年4月，起草工作组完成标准《硅单晶电阻率的测定 直排四探针法和直流两探针法》的讨论稿和编制说明。
二、标准编制原则
1、本标准编制主要依据GB/T 1.1-2009 《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写》原则。
2、细化样片制样要求及测试条件，保证测量精确度。
三、标准主要内容的确定依据
组织相关技术人员对GB/T 1551-2009《硅单晶电阻率的测定方法》执行过程中存在的问题进行了梳理，在此基础上整理了需要修订内容共12项，在表1逐一进行说明。
表1 原标准中不适应或需要修改的内容
序号 | 不适应或需要修改的内容 | 原因说明 |
1 | 修改了两种测试方法的环境温度条件为23℃5℃。 | 原标准中两种测试方法的环境温度条件为23℃1℃，测试条件过于严苛，建议修改为23℃5℃，超出参考范围可以用温度系数修正公式修正。 |
2 | 修改了两种测试方法的干扰因素，将测试在暗室进行改为测试尽量在光线较暗的环境进行。 | 原标准中两种测试方法均要求在暗室中进行，要求过于单一，建议修改为尽量在光线较暗的环境或遮光罩中进行。 |
3 | 修改方法1直排四探针法硅单晶电阻率范围，按P型和N型分别规定 | 由于对硅单晶P型和N型电阻率测试范围不同，所以建议P型和N型范围分别规定。 |
4 | 方法1直排四探针法中增加了引用标准 | 原版标准中无引用标准，但是后面标准内容中有相关标准引用，建议补充添加。 |
5 | 方法1直流四探针法中增加了干扰因素 | 电流过大引起的发热和测试过程中探针振动都会引起测量误差，原标准中干扰因素无特别说明，建议增加。 |
6 | 方法1直排四探针法中增加了对使用试剂的要求 | 原标准缺少测试过程中试剂的要求，建议增加。 |
7 | 喷浆泵方法1直排四探针法7.1.1中增加了探针的形状 | 原标准规定探针形状为圆锥形，建议增加半球形和平的圆截面形状。 |
8 | 营业执照镜框 方法1直流四探针法中细化了超声清洗步骤 | 原标准中对于硅片清洗没有做具体说明，建议修改硅片清洗具体步骤。 |
9 | 方法1直排四探针法7.2.4中标准电阻范围0.01～100000，修正为0.01～10000 | 原标准中标准电阻的范围为0.01～100000，范围过大，修改为0.01～10000。 |
10 | 方法1直排四探针法9.1.6.1中r值以100Ω为界限分别界定 | 原标准中未对100Ω以下的硅片r值做规定，所有均为0.3%，而在平时测试时发现，电阻＜100Ω的r值应精确到0.1%以内，建议修改。 |
11 | 方法1直排四探针法表2中增加了大于3000·cm电阻率硅试样所需要的电流值 | 原标准中因为规定硅单晶电阻率的测试范围没有超出3000·cm，所以未对3000·车位管理系统cm以上电阻率的测量电流作出规定，本次因为修改了测试范围，故建议增加。 |
12 | 方法2直流两探针法中增加了干扰因素。 | 原标准干扰因素没有提出轻微裂痕（一般不可见）或其他机械损伤的对硅单晶电阻率测试结果会产生误差，故建议补充。 |
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四、标准水平分析
本标准为第一次修订，为推荐性国家标准，达到国内先进水平。
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五、与现行法律、法规、强制性国家标准及相关标准协调配套情况
本标准是对GB/T 1551-2009《《硅单晶电阻率的测定方法》》的修订和补充，仅修订试验技术内容和格式，与现行的有关法律、法规及国家标准、国家军用标准、行业标准没有冲突。
七、贯彻标准的要求和措施建议
本标准将作为推荐性国家标准实施。
八、废止现行有关标准的建议
本标准颁布后，将代替GB/T 1551-2009《硅单晶电阻率的测定 直排四探针法和直流两探针法》，原标准停止使用。
九、其它应予说明的事项
本标准作为推荐性国家标准供大家使用，若对结果有疑义，以供需双方商议的测试方法为准。
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