2-9　为何采用硼含量来表示纯度？为何采用测量电阻率来测定纯度？

硼对多晶硅的影响极大，因此在工作中，多晶硅常常以自己的硼含量作为纯度的主要标志。在化学提纯过程中，硼以化合物形式存在于硅的卤化物中，硼是很难去除的；在物理提纯中，由于硼在硅中的分凝系数为0.8，接近于1（区域提纯是利用杂质的偏析性质来完成的，分凝系数=1，就是液体凝结前后的杂质相同，就等于没有偏析现象），故用区域提纯的方法，对除硼的效果也不显著。但对其他杂质来说，采用区域提纯的方法来提纯还是可以的，见表2-2。

表2-2　各种杂质在多晶硅中的分凝系数

注：分凝系数=固体中杂质浓度/液体中杂质浓度。

此外，硼是三价元素，多晶硅的硼含量与准确度对制备掺杂（N型或P型）单晶硅都有影响，因此，必须准确地测出多晶硅的硼含量。多晶硅的硼含量越低，则说明多晶硅的质量越好，反之越差。一般多晶硅的硼含量应低于1ppb，质量好的可以达到0.05ppb。

上述表示方式用于表达要求纯度不太高的材料则问题不大，但是用来表达半导体材料等高纯度产品时，则很容易发现，如果分析的杂质种类越多，则杂质的总含量就越高，所表达的纯度值也就越低。特别是当要求的纯度很高时，所要求的杂质含量都接近其检测限，如果把未检测的杂质种类按检测限计算，再加上检测出的含量，会得出一个较大的杂质含量，以此表达的纯度就不会很高。另外，如果一种半导体材料，由分析所得的N数很高，但有一个关键的杂质没有分析，这种高的纯度表达却不能真实反映半导体材料的纯度性能。当然，最理想的方法是能分析主体元素含量，使其所得的有效数字能在6位以上，可惜现在还没有这种方法。补救这种表达方式的局限性的途径是在标出多少“N”的同时还要标出所分析的杂质及其各自的含量。对现在用于半导体的高纯元素一般只分析其中10个左右的杂质元素，这些杂质是对半导体起关键作用的。如果把所有杂质的分析都加上，就远不会有那么多个“N”了。

由于微量的杂质会影响半导体的导电性能，而且这种影响是有规律性的，材料的电阻率越高，其纯度就越高。因此，在半导体行业中有用一种测量半导体材料电阻率来检测纯度的方法。这种方法很简单，而且还可以表示出总纯度，因此在生产中大量被采用。

在半导体行业中，这种方法不仅用来测量半导体材料，而且还用来测量水的纯度。

此种方法虽简单明了，但不能指明材料中有哪些杂质，更不能知道它们各自的含量。