太阳能电池材料试题复习
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太阳能电池材料期末复习题1.半导体太阳能光伏电池工作原理的四个基本过程。
答:第一,必须有光照射,可以是单色光,太阳光和模拟光源。
第二,光子源注入到半导体内后,产生电子-空穴对,且电子-空穴对具有足够的寿命。
第三,利用PN结,将电子-空穴对分离,分别集中于两端。
第四,被分离的电子和空穴,经由电极收集,运输到电池体外,形成电流。
2.空间电荷区,内建电场及方向;漂移电流和扩散电流及其方向。
答:空间电荷区:扩散结果:n区出现正电荷区,p区出现负电荷区,则交界面的两侧的正,负电荷区,总称为空间电荷区。
内建电场:由于空间电荷区正负电荷相互吸引,形成一个称为势垒电场的内建电场,带正电荷的n区指向带负电荷的p区。
扩散电流:当两种不同型号半导体连接起来,在交界处产生载流子扩散。
由n型半导体与p 型半导体交界处两侧不同型号载流子(多数载流子)浓度差引起的载流子扩散产生的电流。
扩散电流=电子扩散电流+空穴扩散电流。
方向p指向n。
漂移电流:内建电场的形成对多数载流子扩散运动起阻挡运动的作用。
载流子在内建电场中的运动叫做漂移电流。
漂移运动产生的电流叫做漂移电流。
漂移电流=空穴漂移电流+电子漂移电流。
方向与扩散电流方向相反。
3.PN结两端接触电势及其表达方式;接触电势与电池的开路电压有关,说明影响太阳电池开路电压的因素。
答:接触电势是PN结空间电荷区两端的电势差Vo。
表达式:影响因素:1.与n区和p区中净摻杂浓度有关(Nd,Na)有关,摻杂浓度越大,V0越大即太阳电池的开路电压Voc越大。
2.与半导体材料种类有关,不同半导体有不同的本征载流子浓度(ni),在同样摻杂浓度下,其Vo不同即Voc不同。
3.温度T有关温度愈高ni愈大,Vo愈小,所以随环境温度增高,太阳电池Voc成指数下降。
4.了解PN结正向电压—电流特性;多子与少子;非平衡少数载流子注入;正向电流(电池的暗电流)及方向。
答:特性:势垒区中的电场减小,由Vo变为(Vo-V);势垒高度减小,由eV0变为e(Vo-V);势垒区宽度w减小。
光伏材料学基础试题及答案一、单选题(每题2分,共20分)1. 光伏材料中,硅材料的导电类型是:A. n型B. p型C. 非晶型D. 多晶型答案:A2. 下列哪种材料不是光伏材料?A. 单晶硅B. 多晶硅C. 非晶硅D. 石墨烯答案:D3. 光伏效应是指:A. 光生伏特效应B. 光电效应C. 热电效应D. 磁电效应答案:A4. 光伏电池的开路电压与下列哪个因素无关?A. 光照强度B. 温度C. 材料的禁带宽度D. 电池面积答案:D5. 光伏电池的效率是指:A. 发电量与消耗电能的比值B. 发电量与接收到的光能的比值C. 发电量与电池面积的比值D. 发电量与电池成本的比值答案:B6. 下列哪种光伏电池不是薄膜电池?A. 硅薄膜电池B. 碲化镉薄膜电池C. 铜铟镓硒薄膜电池D. 单晶硅电池答案:D7. 光伏电池的短路电流与下列哪个因素有关?A. 光照强度B. 电池温度C. 电池材料D. 所有以上因素答案:D8. 光伏电池的填充因子是指:A. 开路电压与短路电流的比值B. 最大输出功率与开路电压和短路电流乘积的比值C. 短路电流与开路电压的比值D. 最大输出功率与短路电流和开路电压乘积的比值答案:B9. 下列哪种材料不是光伏材料的透明导电层?A. 氧化铟锡(ITO)B. 氟掺杂的氧化锡(FTO)C. 氮化镓(GaN)D. 氧化锌(ZnO)答案:C10. 光伏电池的串联电阻越小,其性能表现如何?A. 电流增加B. 电压增加C. 效率降低D. 效率提高答案:D二、多选题(每题3分,共15分)1. 下列哪些因素会影响光伏电池的效率?A. 材料的纯度B. 电池的封装C. 电池的温度D. 电池的厚度答案:ABCD2. 光伏电池的类型包括:A. 单晶硅电池B. 多晶硅电池C. 薄膜电池D. 有机光伏电池答案:ABCD3. 光伏材料的制备方法包括:A. 化学气相沉积B. 物理气相沉积C. 溶液法D. 熔融法答案:ABCD4. 下列哪些是提高光伏电池效率的方法?A. 使用高质量的材料B. 优化电池结构C. 减少串联电阻D. 增加电池面积答案:ABC5. 光伏系统的组成部分包括:A. 光伏电池B. 逆变器C. 支架D. 储能设备答案:ABCD三、判断题(每题2分,共10分)1. 光伏电池的短路电流与光照强度成正比。
简述非晶硅薄膜太阳电池为什么用p-i-n结构?由于非晶硅材料具有独特的性质,所以其太阳电池结构不同于晶体硅中的简单的p-n结结构,而是p-i-n结构。
这是因为非晶硅材料属于短程有序、长程无序的晶体结构,对载流子有很强的散射作用,导致载流子的扩散长度很短,使得光生载流子在太阳电池中只有漂移运动而无扩散运动。
因此,单纯的非晶硅p-n结中,隧道电流往往占主导地位,使其呈电阻特性,而无整流特性,也就不能制作太阳电池。
为此,要在p层与n层之间加入较厚的本征层i,以扼制其隧道电流,所以,为了解决光生载流子由于扩散限制而很快复合(即隧道电流)的问题,非晶体硅薄膜太阳电池一般被设计成pin结构,其中p为入射光层,i为本征吸收层,n为基层地。
简述表面钝化常用的方法有哪些?表面氧钝化和氢钝化,表面钝化工艺有:掺氯氧化法、磷硅玻璃钝化法、氮化硅钝化法、三氧化二铝钝化法、半绝缘多晶硅钝化法、低压化学气相淀积钝化法、金属氧化物钝化法、有机聚合物钝化法、玻璃钝化法等数十种钝化方法。
Pin电池片和nip电池片由于其制膜顺序完全相反,各有自己的特点:①从大的不同点说起话,顺序为pin电池片的透明电极在nip电池片里是背面电极,在接近表面的一侧。
在基片上形成的透明电极是氧化物,在形成微晶电池片时,有被氢原子还原的担心,pin型电池片的最佳吸收宽度会变窄。
nip型在金属基片或绝缘基片上形成金属薄膜,可形成微晶硅,由于不受氢还原的影响,在高温下也可形成膜,可以扩大最佳吸收宽度。
②从集成结构的观点来看,pin用的是与非晶相类似的集成化技术,有可能形成超级线性集成结构,nip电池片要和非晶硅电池片一样形成超级线性结构,在同一基片上叠层时,要用与Cu(In,Ga)Se2太阳能电池同样的方法集成。
简述CIS和CIGS系太阳能电池的新进展表现在哪些地方。
(P119)1)Cd自由缓冲层。
关于不用Cd的缓冲层的开发研究,目前是相当活跃的。
使用CIGS系太阳能电池时,Cd的的绝对量是非常少的,是住宅应用时几乎不产生问题的用量,但对于环保的太阳能电池,还是应该考虑尽量避免使用。
太阳能电池与应用考试试题一. 选择题(共20题,每题2分,共40分)1. 太阳能电池是将光能转化为什么形式的能量?A. 电能B. 热能C. 动能D. 化学能2. 太阳能电池的主要原理是什么?A. 光致电势差效应B. 热致电势差效应C. 光电效应D. 半导体效应3. 太阳能电池最常用的半导体材料是什么?A. 硅B. 镓砷C. 硫化镉D. 铜铟镓硒4. 当太阳能电池受到光照时,电子会在半导体材料中发生什么?A. 跃迁到导带B. 跃迁到价带C. 发生光电效应D. 产生空穴5. 太阳能电池的效率是指什么?A. 光电转化的效率B. 电能转化的效率C. 发电效率D. 光强度6. 直接式太阳能电池和间接式太阳能电池的区别是什么?A. 半导体材料不同B. 工作原理不同C. 能量转化方式不同D. 所需光强不同7. 太阳能电池的光谱响应范围是指什么?A. 可以转化为电能的光波长度范围B. 可以转化为热能的光波长度范围C. 产生电流的光波长度范围D. 可以利用的光谱范围8. 太阳能电池的输出电压与什么因素相关?A. 光强度B. 温度C. 光谱响应范围D. 充电时间9. 太阳能电池的输出电流与什么因素相关?A. 光强度B. 温度C. 光谱响应范围D. 充电时间10. 以下哪种场景是太阳能电池的常见应用?A. 手机充电B. 空调供电C. 电视供电D. 冰箱供电11. 太阳能电池的寿命主要由什么决定?A. 光强度B. 温度C. 工作条件D. 输出功率12. 太阳能电池在极端温度下的工作特性如何?A. 随温度升高而增加B. 随温度升高而减小C. 不受温度影响D. 线性变化13. 太阳能电池板的安装方向对其发电效率有影响吗?A. 有影响B. 无影响14. 太阳能电池在什么条件下输出功率最大?A. 光强度最高B. 温度最低C. 光强度适中D. 光强度最低15. 太阳能光伏发电系统常见的并网方式是什么?A. 交流并网B. 直流并网C. 串联并网D. 并网逆变16. 太阳能电池的励磁方式有哪些?A. 固定励磁B. 最大功率点追踪励磁C. 全区间励磁D. 随机励磁17. 太阳能电池的电池箱主要起到什么作用?A. 保护电池B. 提供支撑C. 消散热量D. 防水防尘18. 太阳能电池板的组件主要有哪些?A. 硅片B. 电池片C. 铜银焊带D. 玻璃罩板19. 太阳能电池板的清洗频率是多久一次?A. 一周一次B. 一个月一次C. 一个季度一次D. 一年一次20. 太阳能电池发电存在的主要环境问题是什么?A. 污染B. 占地面积大C. 能源消耗D. 打击景观二. 简答题(共5题,每题10分,共50分)1. 请简述太阳能电池的工作原理。
2011年太阳能光伏电池及其应用复习资料第一章总论一、填空题:1、人类文明的进步与人类社会工业化、近代化的变迁,都称为和变迁。
2、21世纪文明的宏伟构想时,被称为最大课题的问题占据了重要地位。
3、人们生活所需的能源可发分为维持个人生命的和、及生产活动中使用的生活能源两部分。
4、伴随着能源工业化的进展,人们选择更方便、更经济性的能源形态,也就是说,这一技术革新也是基于而产生的。
5、不同于化石能源的消费的原子能发电,称之为的太阳能发电、风力发电的应用。
6、在化学能源枯竭之前找到的替代能源。
7、3E三重矛盾是在发展的过程中,伴随着的消费,以化石能源为主体的资源需求结构会造成对的破坏。
8、到达地球表面的太阳能,是通过几乎接近真空的宇宙空间,以的形式辐射过来。
9、太阳能到达地球的总辐射能量应该是太阳常数与的乘积。
10、太阳能电池的转换效率几乎是的,与其所利用的装置规模与无关。
11、光发电是对有在效利用。
二、选择题1、人们生活所必需的能源可以分为维持个人生命的生理能源和()、社会活动及生产活动中使用的生活经验能源两部分。
A、日常生活B、社会生活C、劳动生活D、物质生活2、点然近代产业革命之火的是发明蒸汽机的()A、贝尔B、詹姆斯。
瓦特C、爱迪生D、埃特尼。
勒努瓦3、生态发电的有:太阳能发电和()。
A、火力发电B、水力发电C、煤炭发电D、风力发电4、煤炭在亚洲太平洋可开采( )年。
A、43年B、61年C、231年D、73年5、天然气在亚洲太平洋可开采( )年。
A、43年B、61年C、231年D、73年6、3E指的是:经济、能源和()。
A、地球环境B、海洋C、森林D、陆地7、世界各国对温室气体排放量,以1990年为基准,到2010年日本要消减( ).A 、10% B、8% C、6% D、5%8、采用石油发电方式引起的有害气体排放量CO2是()。
A 、 B、178 C、 D、9、能量通过约亿km的空间到达地球的大气层附近时,其辐射能量密度约为(),这个值叫太阳常数。
太阳能电池材料试题复习(总24页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除复习大纲1. 铝背场的作用:①减少少数载流子在背面复合的概率;②作为背面的金属电极;③提高电池的开路电压;④提高太阳电池的收集效率;⑤降低电池的反向饱和暗电流和背表面复合速率;⑥制作良好的欧姆接触。
2. 简述晶体硅的制备工艺过程答:晶体硅太阳电池的制备工艺:p型硅片-清洗制绒-扩散制结(p-n结)-去周边层-去PSG(磷硅玻璃)-镀减反射膜-印刷电极-高温烧结-检测-分选-入库包装。
3.太阳能的利用形式:光化学转化、太阳能光热转化和太阳能光电转化。
4.太阳能电池理论效率最高为75% 。
5.太阳常数:是指大气层外垂直于太阳光线的平面上,单位时间、单位面积内所接受的太阳能辐射。
也就是说,在日地平均距离的条件下,在地球大气上界,垂直于光线1C㎡的面积上,在1分内所接受的太阳能辐射能量;为(1367+|-7)W/㎡。
6.太阳能能量转换方式主要分为光化学转化、太阳能光热转化和太阳能光电转化三种方式。
7.P-N结的形成原理。
答:⑴P型和N型半导体都呈电中性;⑵P型半导体的多子是空穴;N型半导体的多子是电子;⑶当P型半导体与N型半导体连接在一起时,由于PN结中不同区域的载流子分布存在浓度梯度,P型半导体材料中过剩的空穴通过扩散作用流动至N型半导体材料;同理,N型半导体材料中过剩的电子通过扩散作用流动至P型半导体材料。
电子或空穴离开杂质原子后,该固定在晶格内的杂质原子被电离,因此在结区周围建立起了一个电场,以阻止电子或空穴的上述扩散流动,该电场所在的区域及耗尽区或者空间电荷区,故而称为PN结。
如图所示:在交界面,由于扩散运动,经过复合,出现空间电荷区。
8.P-N结半导体光生伏特效应的原理。
答:在半导体被光照射、产生光传导现象时,如果由光产生的载流子在不同位置具有不均一性,或者由于PN结产生了内部载流子的话,就因扩散或者漂移效应而引起电子和空穴密度分布不平衡,从而产生电力,这一现象称为光生伏特效应(photovoltaic effect).9.太阳能电池的主要参数是短路电流、开路电压、填充因子和光电转换效率。
复习大纲1. 铝背场的作用:①减少少数载流子在背面复合的概率;②作为背面的金属电极;③提高电池的开路电压;④提高太阳电池的收集效率;⑤降低电池的反向饱和暗电流和背表面复合速率;⑥制作良好的欧姆接触。
2. 简述晶体硅的制备工艺过程答:晶体硅太阳电池的制备工艺:p型硅片-清洗制绒-扩散制结(p-n结)-去周边层-去PSG(磷硅玻璃)-镀减反射膜-印刷电极-高温烧结-检测-分选-入库包装。
3.太阳能的利用形式:光化学转化、太阳能光热转化和太阳能光电转化。
4.太阳能电池理论效率最高为75% 。
5.太阳常数:是指大气层外垂直于太阳光线的平面上,单位时间、单位面积内所接受的太阳能辐射。
也就是说,在日地平均距离的条件下,在地球大气上界,垂直于光线1C㎡的面积上,在1分内所接受的太阳能辐射能量;为(1367+|-7)W/㎡。
6.太阳能能量转换方式主要分为光化学转化、太阳能光热转化和太阳能光电转化三种方式。
7.P-N结的形成原理。
答:⑴P型和N型半导体都呈电中性;⑵P型半导体的多子是空穴;N型半导体的多子是电子;⑶当P型半导体与N型半导体连接在一起时,由于PN结中不同区域的载流子分布存在浓度梯度,P型半导体材料中过剩的空穴通过扩散作用流动至N型半导体材料;同理,N型半导体材料中过剩的电子通过扩散作用流动至P型半导体材料。
电子或空穴离开杂质原子后,该固定在晶格内的杂质原子被电离,因此在结区周围建立起了一个电场,以阻止电子或空穴的上述扩散流动,该电场所在的区域及耗尽区或者空间电荷区,故而称为PN结。
如图所示:在交界面,由于扩散运动,经过复合,出现空间电荷区。
8.P-N结半导体光生伏特效应的原理。
答:在半导体被光照射、产生光传导现象时,如果由光产生的载流子在不同位置具有不均一性,或者由于PN结产生了内部载流子的话,就因扩散或者漂移效应而引起电子和空穴密度分布不平衡,从而产生电力,这一现象称为光生伏特效应(photovoltaic effect).9.太阳能电池的主要参数是短路电流、开路电压、填充因子和光电转换效率。
10. 太阳能电池的寄生电阻是指串联电阻Rs和并联电阻Rsh;(1)串联电阻Rs主要包括半导体内部的体电阻、电极用的金属与半导体表面层之间的接触电阻、电极用的金属本身的电阻和器件内部及外部线路互相连接的引线接触电阻;⑵并联电阻Rsh主要包括来自非理想的PN结和PN结附近的杂质,会引起PN结部分短路,特别是太阳能电池的边缘部分漏电现象,会使Rsh值减小。
11.简述制绒的定义、目的、原理、作用以及工艺流程;答:1.制绒的定义:制绒是利用硅的各向异性腐蚀的特性在表面刻出类似于金字塔(单晶硅sc-si)或者是蜂窝状(多晶硅mc-si)的结构。
• 2. 目的:为了在硅片上获得绒面结构,利用陷光原理,增加光透性,减少光的反射,提高ISC;增加光的吸收率,去除损伤层,增加PN结面积(PN结厚,VOC增加,Eg宽)。
• 3.原理:陷光原理。
• 4.绒面的作用:①减少了太阳光的反射;②增加太阳光在硅片内部的有效运动长度,就是增加了被吸收的机会。
5. 工艺流程:(1)即先采用较高浓度的碱(NaoH or KoH)在高温条件下对单晶硅片进行短时间“粗抛”以去除硅片在线切割过程中形成的切割损伤。
(2)漂洗(去离子水、超声波)(3)再用低浓度的碱(NaoH or KoH)和异丙醇(IPA:其作用是降低硅片表面张力,较少气泡在硅片表面的粘附,是硅片的金字塔更加均匀一致)的混合溶液对(100)晶面的方向的单晶硅片较长时间的各向异性腐蚀,这样可以在硅片表面形成类“金字塔”状的绒面,有效地增强了硅片表面对入射光的吸收,从而提高光生电流密度Jsc。
(4)HF清洗(5)HCL清洗12.简述碱制绒、酸制绒的原理;答:Ⅰ.碱性制绒原理:• 1.适用范围:单晶硅SC-Si;• 2.组份:NaoH or KoH;• 3.反应式:2NaoH+H2o+Si=Na2Sio3+2H2 or2KoH+H2o+Si=K2Sio3+2H2Ⅱ.酸性制绒原理:• 2.组份:HNO3 or HF• 1.适用范围:多晶硅• 3.反应式:Si+4HNO3=SiO2+4NO2+2H2OSiO2+4HF=SiF4+2H2OSiF4+2HF=H2[SiF6]13.简述表面织构化;•答:晶体硅在进行切片时,是硅片表面留下一层10-20um 的损伤层,而在太阳电池制备时首先要利用化学腐蚀去除损伤层,然后制备表面绒面机构,若选择择优化学腐蚀剂就可以在硅片表面形成倒金字塔结构,称为绒面结构,又称表面织构化。
14. PN结的十一种叫法,分别是电子-空穴结、复合层|区、阻挡层、结电容、高阻区、耗尽层|区、空间电荷层|区、势垒电场、内|自电场区。
15. Rsh叫内部并联电阻,分流电阻,泄露电阻,旁漏电阻16. 三氯氧磷扩散的原理:POCL3高温下,分解成PCL5,PCL5进一步分解成P2O5,并放出CL2,P2O5淀积在硅片表面与硅反应生成SIO2和磷原子,并在表面形成一层磷硅玻璃,然后磷原子再向硅中扩散,形成N型。
17.丝网印刷的工艺三步骤:背Ag,背Al,正Ag。
18. 磷扩散的工艺:气态磷扩散、固态磷扩散和液态磷扩散等形式。
19. 减反射膜的基本原理:利用光在减反射膜上、下表面反射所产生的光程差,使得两束反射光干涉想消,从而减弱反射,增加透射。
20. 减反射层薄膜材料要求:①透光性好②对光吸收系数③良好的耐化学腐蚀性④良好的硅片粘结性⑤良好的导电性能21.在实际晶体硅太阳电池工艺中,常用的减反射层材料有TiO2、SnO2、SiO2、SiNx、ITO(纳米铟锡金属氧化物)和MgF2等,其厚度一般在60-100nm左右。
.22. 常用的减反射膜制备方法:①化学气相沉积(CVD)②等离子化学气相沉积(PECVD)③喷涂热解④溅射⑤蒸发23. 硅材料的禁带宽度Eg= 间接带隙材料锗材料的禁带宽度Eg= 间接带隙材料磷化铟材料的禁带宽度Eg=直接带隙材料砷化镓材料的禁带宽度Eg=直接带隙材料锑化镉材料的禁带宽度Eg=直接带隙材料硫化镉材料的禁带宽度Eg=直接带隙材料铜铟镓锡材料的禁带宽度Eg=直接带隙材料铜铟镓硫材料的禁带宽度Eg=直接带隙材料24硅材料有多种晶体形式,包括单晶硅、多晶硅和非晶硅25.单晶硅熔炼方法包括区熔单晶硅FZ和直拉单晶硅CZ。
26. 单晶硅片的一般制作流程:高纯多晶硅原料熔化→种晶→缩颈→放肩→等径→收尾→圆柱状单晶硅→切断、滚圆、切片、化学清洗→单晶硅片。
27. 迁移率是指载流子在单位电场作用下的平均漂移速度,即载流子在电场作用下运动速度的量度,运动的越快,迁移率越大;运动得慢,迁移率下。
28.硅共价键的键角是109°28′29. 各种硅材料的优缺点对比:直拉单晶硅:优点:电池效率高,工艺稳定成熟;缺点:成本相对较高。
薄膜非晶硅:优点:制作成本低缺点:光电转换率低,存在光致衰减行为,稳定性较差。
铸造多晶硅优点:成本相对较低,光电转换效率较高缺点:高密度的位错、微缺陷和晶界,影响光电转换效率。
薄膜多晶硅:优点:潜在低成本,相对高效率缺点:光电转换效率低30.金属硅MG 95%-99% 太阳能级硅SG4N-6N电子级硅EG6N-11N31.常见化学气相沉积:LPCVD MOCVD RTCVD PCVD HWCVD PECVD APCVD32.高纯多晶硅的制备方法:①三氯氢硅氢还原法②硅烷热分解法③四氯化硅还原法33. 区熔单晶硅的制备过程:首先以高纯多晶硅作为原料,制成棒状,并将多晶硅棒垂直固定;在多晶硅棒的下端放置具有一定晶向的单晶硅,作为单晶生长的籽晶,其晶向一般为<111>或(100);然后在真空或氩气等惰性气体保护下,利用高频感应线圈加热多晶硅棒,使多晶硅棒的部分区域形成熔区,并依靠熔区的表面张力保持多晶硅棒的平衡和晶体生长的顺利进行。
34.区熔单晶硅中的碳和氧的浓度都低于红外光谱的探测极限,分别为1×1016cm-3和5×1016cm-3。
35. 直拉单晶硅的制备工艺一般工作流程:多晶硅的装料→熔化→种晶→缩颈→放肩→收尾36.简述分凝现象、分凝系数;(1)分凝现象:在结晶过程,浓度小的元素(作为杂质)在浓度高的元素晶体及熔体中的浓度是不同的,称为分凝现象。
⑵分凝系数: “分凝系数”= (杂质在固相中的溶解度)/(杂质在液相中的溶解度)37.单晶硅的电阻率ρ与掺杂浓度cs 的关系式: 38.大规模集成电路用单晶硅加工工艺流程:切断(割断)→滚圆→磨定位标志→切片→倒角→研磨→腐蚀→热处理→背面损伤→抛光→清洗→检验→包装。
39. 太阳电池用单晶硅加工工艺流程:切断(割断)→滚圆(切方块)→切片→化学腐蚀μσρe c 11s ==40. 线切割的优缺点:优点:①效率高--每次切片250块以上(1台线切割机的产量=35台内圆切割机的产量);②耗材少--线切割的直径只有180μm;③切割应力小,切割后表面损伤小。
缺点:①硅片的平整度差;②设备相对昂贵,维修困难41.42. 腐蚀效果的主要影响因素:①腐蚀液的类型②腐蚀液的配比③腐蚀温度④是否搅拌⑤硅片放置的方式43.直拉单晶硅中杂质有哪些,来源、存在形式以及如何控制,如何解决答:杂质:主要杂质:碳,氧;其他杂质:H、N ;金属杂质:Cu,Co,Ni,Mn,Fe,Mn,Cr,Zn,Ti来源:O:晶体生长过程中石英干锅的污染:C:①多晶硅原料;②晶体生长炉内的剩余气体③石英坩埚与石墨加热件的反应H:是在器件加工过程中引入的,主要用来钝化金属杂质和缺陷。
N:是在晶体生长阶段加入的杂质,对控制微缺陷和增加机械强度有益。
金属杂质:①硅片滚圆、切片、倒角、磨片等制备过程中,直接与金属工具接触;②在硅片清洗或湿化学抛光过程中,使用不够纯的化学试剂;③在工艺过程中,使用不锈钢等金属设备。
存在形式:O:①氧可以与空位结合,形成微缺陷;②氧以团簇形成氧团簇,具有电学性能;③形成氧沉淀,引入诱生缺陷。
④B-O复合体。
C:间隙态金属杂质:间隙态、替位态、复合体存在。
控制:O:采取精细的工艺和外加磁场加以控制。
直拉单晶硅中的金属杂质的控制和去除方法:1.减少加工中的污染2.化学腐蚀去除表面金属;3.吸杂技术:背面吸杂和内吸杂44.简述内吸杂,氧团簇,蒸气压,1.团簇是由几个乃至上千个原子、分子或离子通过物理或化学结合力组成的相对稳定的微观或亚微观聚集体,其物理和化学性质随所含的原子数目而变化。
2.*“内吸杂”:内吸杂是利用氧在热处理时沉淀的性质,在晶体内部产生大量的氧沉淀,同时形成位错和层错等缺陷,以吸引金属杂质沉淀。
3. 在一定外界条件下,液体中的液态分子会蒸发为气态分子,同时气态分子也会撞击液面回归到液态。