归类废硅料

硅材料是电子工业制造过程中必不可缺的原材料，其制成的硅片一般有两种：一是电子级硅片，二是太阳能级硅片。电子级硅片是制作集成电路芯片及二极管等半导体器件最主要的组成部分，一般硅纯度要达到11N(99.999999999％)；太阳能级硅片是制作太阳能电池的主要元件，一般硅纯度为6N(99.9999％)以上。

由于电子级硅片的质量要远高于太阳能级硅片，因此一些制作太阳能电池的企业就利用电子级硅片的报废片，经过一系列加工，使之变成太阳能级硅片的原料。电子级硅片从原料的生产到最后制作成集成电路，有多达二三百个步骤，制作太阳能电池的企业进口的电子级报废片可谓种类繁多，五花八门。

只有了解了各种不同类型的硅废料以及它们的加工处理过程，才能更好地对其进行归类。

定义及废硅料的分类

要想对硅废料进行归类，首先要知道单晶硅片的制作过程。如图1至图6所示。

图l：硅砂

图2：多晶硅

图3：拉单晶硅棒

图4：已抛光的单晶硅片

图5：印刷好的芯片

图6：切割下来的芯片

其次，要了解什么样的硅属于硅废料。特别要指出的是本文中所称的“废硅料”是指制作电子级硅片在加工过程中产生的报废品，而非太阳能级的硅废料。即生产电子级硅片(空白硅片、硅片或原料晶圆)的厂家及生产半导体芯片(成品晶圆)的厂家的报废料。根据硅材料与硅芯片生产厂家的不同可分为两类：

原生型废硅料

原生型废硅料是指由多晶硅从拉制单晶硅棒到制作成电子级裸片或空白片过程中所产生的报废料，即多晶硅通过拉晶、切片、研磨、抛光等物理方法制成初成品过程中所产生的报废料。按形状不同，大致可分为以下几种：

碳头料：碳在多晶硅提纯过程中起引晶作用，也就是硅包围在碳的周围结晶生成多晶硅，因此多晶硅靠近碳的地方黏附碳头，形状为不规则块状。如图7所示。

锅底料：指在拉成单晶硅棒后，残留在石英坩锅底上的硅料。由于锅底的多晶硅料还未完全拉成单晶硅，所以锅底料应为多晶硅。而且由于锅底的多晶硅料在拉晶时多晶硅熔融在石英坩锅上，因此灰色的硅料上会有白色的石英坩锅残余附着在上面。

头尾料：在拉单晶硅棒时拉制无位错单晶的工艺需要会产生头尾尖尖的部分(形状类似于削好的铅笔)，加工成硅片前必须将此头尾部分切除，这切除下来的部分即为头尾料。由于头尾料已是单晶硅棒的一部分，因此头尾料一般为单晶硅。但尾料是锅底料的上面部分，与其粘连，所以有时尾料可能会存在一定的多晶硅。如图8所示。

切割型碎片：即在将单晶硅棒切割成硅片过程中所产生的碎片。如图9所示。

研磨型废片：即在圆片研磨过程中由于表面划坏等原因产生的废片。一般为圆形，而非碎料，表面呈深灰色，没有光泽。

抛光型废片：圆片在抛光过程中由于表面出现崩口等原因而产生的废片。一般亦为圆形，表面如镜子般光亮，但颜色比一般的镜子略黑。由于抛光产生的表面崩口只有在显微镜下才看得出，因此用肉眼很难辨别废片与正品片的差别。

成品型废硅片

成品型废硅片是指在空白硅片的基础上通过扩散、外延、氧化、涂层、光刻等化学方法制成半导体芯片过程中产生的报废品。根据外观颜色图案的不同，大致分为以下5种：

扩散型废片：将硅片放人石英管中加人硼、磷等扩散杂质加热至1000℃以上。使杂质原子均匀地向硅片内部扩散。

外延型废片：为了让硅片表面平整性特别是电阻率的均匀性能更好满足芯片制作的需求，让硅片在外延炉内用化学汽相沉积方法在硅片表面再生长上一层需要的薄层硅。外延片的衬底不同于一般的硅片，而是掺了较多量杂质的电阻率较低的所谓重掺片。

氧化型废片：将原料晶圆在氧气或水蒸汽中氧化，使晶圆表面形成一层二氧化硅。氧化片根据氧化层的厚薄不同会呈现不同颜色。

涂层型废片：在氧化层的基础上涂一层介质层。这些片子根据涂层的物质不同会呈现不同颜色(如涂氮呈金色、涂铝呈银白色等)。

电路型废片：已制有集成电路的废晶圆。如图10所示。太阳能行业对电子级废硅料的处理方法

由于电子级硅料纯度远高于太阳能级的硅料，闪此在太阳能电池使用的硅材料严重紧缺时，电子级硅废料就被广泛应用于太阳能电池的制作过程。当然，并不是所有的废硅料都能被太阳能行业利用，一些重掺片、扩散层及金属层过多等原因产生的废料就作为垃圾被处理掉。这就需要繁复的人工分拣，逐片检测，将值得利用的废料作为原料进行回收，根据废料形状不同分为以下两种处理方法：

废整片的处理方法

将完整的电子级废硅圆片经过表面处理、划片后直接作为太阳能级硅片来使用。由于电子级的硅片都是圆形(面积大能制作出更多芯片)，而太阳能级的硅片是准方形的(节省电池空间)，所以必须要划成一定尺寸后才能使用。这类硅材料还必须符合四个条件：①完整的圆片②属于原生型硅料③硅片的电阻率在0.5至3欧姆・厘米范围内④硅片厚度一般在280um以上。

废碎(块)料的处理方法

对符合回收条件的电子级废硅碎料或块料作为原料重新回炉后使用。回炉前必须经一系列处理，根据废硅料的两种类型有不同的处理方法。

1)原生型废硅料的处理：适当清洗、烘干即可。

2)成品型废硅片的处理：根据加工到不同工艺步骤的废料进行不同处理，通过一系列化学方法(与直接使用的成品型废硅整片的处理方法相同)恢复其原生型硅料的本来面貌，才能回炉作为太阳能级硅片的原料。

废硅料的归类

对电子级废硅料的处理需要用氢氟酸、浓磷酸、硝酸等会对环境造成严重污染的化学品才能完成，并且一些不符合处理要求的废料只能作为垃圾被处理掉。这就需要海关在该类商品进口时严格把关。而严格把关的前提及基础就是要对这些品种繁多的废硅料进行正确的税则归类。下面按照废硅料的不同分类，通过表格形式让大家有一个直观的了解。(如表所示)

根据海关总署归类问答书2006―99号及117号的意见精神，原生型废硅片由于已不是按原用途使用，因此不能归人品目3818项下，应根据其实际用途按照原料归人品目2804项下(未改变其商品属性)。而成品型废硅片由于已改变其商品属性，因此应归入税号38256900。

废硅料的辨别

通过上面的表格我们了解到不同种类的原生型废硅料有着不同的税率，成品型废硅料是禁止进口商品，而正品硅片是零税率商品。而某些类型的废硅片由于与正品外观相同，那么海关在实际操作过程中，有什么简单易行的辨别方法将其区分开呢?

从形状上将电子级与太阳能级硅片区分开

由于用途的不同，电子级硅片为圆形，而太阳能硅片为准方形(切去四个边角的正方形)。如图11所示。

从级别上将单晶硅与多晶硅区分开

电子级硅片由于工艺上的要求，必须是单晶硅片；而太阳能级硅片可以是单晶硅片，也可以是多晶硅片(外观呈不规则块状花纹)。如图12所示。

从不同包装方式上将正品与废品区分开

电子级硅片在制作成集成电路的过程中必须在无尘室中进行，因此半导体企业进口的正品片不能直接接触空气，全部是真空密封包装，一般为涂铝的塑料袋装，里面一片片隔开，这种包装的毛重要远远大于净重；而电子级废片是用在太阳能电池上，对包装要求不高，可以直接接触空气，进口时片子一片片叠加在一起，远看像一个大的圆柱形，所以毛净重相差不大。太阳能级的正品方片(品目3818)并非无尘包装，因此不能用此方法。

从颜色图案上将原生型与成品型废硅片区分开

氧化型、涂层型硅片在颜色上有别于原生型抛光片，而电路型硅片刻有电路图案，因此肉眼很好辨别。