17-唐兆俊-离子注入技术在单晶硅电池产业上的应用
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单晶硅锭生长中的杂质扩散和分布均匀性研究单晶硅是一种重要的半导体材料,广泛应用于光伏电池、集成电路等领域。
其制备过程中,锭生长阶段的杂质扩散和分布均匀性对于单晶硅的性质和质量具有重要影响。
因此,研究单晶硅锭生长中的杂质扩散和分布均匀性对于优化生长工艺、提高单晶硅质量具有重要意义。
单晶硅锭生长过程中,杂质扩散是主要的质量控制因素之一。
在单晶硅生长中,常见的杂质有金属杂质(如铁、锰、镓等)和非金属杂质(如碳、氧等)。
这些杂质对于硅的导电性、光学性能以及缺陷密度等性质都有着显著影响。
因此,研究杂质扩散的机制和行为对于控制杂质含量、提高单晶硅质量具有重要意义。
杂质在单晶硅锭生长过程中的扩散主要通过固态扩散和溶质扩散两种方式进行。
固态扩散是指杂质原子在硅晶体中通过晶格间隙进行的扩散。
溶质扩散则是指杂质通过硅熔体中的溶液进行的扩散。
这两种扩散方式的相对重要性取决于生长过程中的温度、压力和溶质浓度等因素。
杂质在单晶硅锭中的分布均匀性是衡量单晶硅质量的重要指标之一。
均匀的杂质分布可以提高单晶硅的电学性能和光学性能,同时降低杂质引起的缺陷密度。
不均匀的杂质分布则会导致晶体中的局部区域具有较高的杂质含量,降低晶体的性能和质量。
为了研究单晶硅锭生长中的杂质扩散和分布均匀性,采取了多种方法和技术。
一种常用的方法是通过掺杂试验,将不同浓度的杂质掺入硅熔液中,然后进行生长,最后通过杂质浓度的分析和杂质分布的表征来研究杂质扩散和分布均匀性。
另外,还可以采用物理模型和数值模拟的方法,通过模拟和计算来研究杂质的扩散规律和分布情况。
研究表明,单晶硅锭生长中的杂质扩散和分布均匀性受多种因素的影响。
首先,温度和压力是影响杂质扩散速率和分布均匀性的重要参数。
较高的温度和压力可以促进杂质的扩散,但同时也容易导致不均匀的杂质分布。
其次,杂质原子的大小、电荷和活动性等也会影响扩散行为和分布。
最后,生长条件和杂质掺入方式等操作因素也会对杂质扩散和分布产生重要影响。
使用维护离子注入常见问题分析与研究刘锡锋黄玮田青(江苏信息职业技术学院,江苏无锡214153)摘要:离子注入是利用离子注入机将掺杂所需要的原子电离以后用加速的方式掺杂进入硅半导体晶体,从而使得它的导电性质发生变化,并最终形成所需要的器件。
现代晶圆的制备中,离子注入主要用在半导体性质变化掺杂上。
它能够依据所需要的浓度控制杂质,包括控制掺杂深度,目前该技术已成为硅片制作要求的标准工艺,但该工艺过程也存在许多问题和不足。
本文对半导体集成电路工艺中的离子注入工艺的主要特j、工艺中存在的几个问题等方面进行了分析研究,并提出相关问题的解决方法。
关键词:离子注入;集成电路;掺杂;问题分析1离子注入工艺中常见问题1.1离子沟道集成电路制备所用到的单晶衬底其原子排列都是严格按照周期性规律来排列的。
当离子入射到通道的方向时,一些离子会沿着通道移动,几乎不会受到原子核的碰撞。
离子入射情况在晶体固体中比非晶质材料更深,这种效应被称为离子通道效应。
由于沟道效应的存在,会使注入杂质分布产生较大的离散性,从而影响杂质预期分布。
所以为了避免这种杂质分布的离散,我们一般采用斜角度进行注入。
由于斜角的缘故,离子入射的角度呈现面密状态,保证离子不能进入通道,但是后面的一些离子可能通过散射进入通道。
因此,离子透过可以更深入地进入到晶体内部,该影响发生在离子浓度深度分布的末端。
1.2注入损伤进行离子注入工艺时,为了将杂质离子掺杂进半导体材料内部一定深度,需要将杂质离子预先通过离子加速器进行加速。
加速后的离子能够注入到晶体表面以下较深的深度,从而达到实现一定结深掺杂的目的。
但与此同时,高能量也带来了一些不利因素。
由于离子加速后具有很高动能,当杂质离子进入半导体表面后将与响应的原材料晶格格点原子产生相互作用,这个作用非常大,往往会将晶格格点原子撞击离开格点位置,从而破坏晶格。
另一方面来说,进入晶体的杂质离子很难在注入完成后正好占原原所在的。
氮化硅涂层的制备及其反应机制冶金提纯多晶硅用坩埚表面氮化硅涂层的制备刘美,谭毅,许富民,李佳艳,闻立时,张磊(大连理工大学材料科学与工程学院,大连 116024)摘要:选用四种溶液,与不同含量氮化硅粉混合得到不同悬浊液,在石英坩埚表面制备了不同的氮化硅涂层,并将其用于冶金法提纯多晶硅;使用扫描电镜、电子探针等评价了多晶硅铸锭与坩埚的粘连面积、铸锭表面涂层微裂纹形貌和反应层厚度,得到多晶硅铸锭脱模的最佳熔炼条件、溶液种类和配比之间的关系,同时分析了熔炼过程中氮化硅涂层与熔硅间的反应机制。
结果表明:质量分数为8%的聚乙烯吡咯烷酮-乙醇溶液与60%氮化硅混合配置成的悬浊液,喷涂到坩埚内壁上,并经210?干燥15min处理,高于1500?熔炼时使用氩气保护,SiN涂层不易分解,坩埚内壁保持完整,铸锭的脱模效果最好;氮化硅涂层随温度34升高分解加剧,在涂层与硅铸锭的接触面处, 形成由大颗粒氮化硅组成的连续层,减少了坩埚和涂层中杂质向硅铸锭内部扩散的可能性。
关键词:太阳能电池;多晶硅;SiN涂层。
34中图分类号:TF533.2 文献标志码:A 文章编号:Preparation and Reaction Mechanisms of SiNCoating 34LIU Mei, TAN Yi, XU Fu-min, LI Jia-yan, WEN Li-shi,ZHANG Lei(School of Materials Science and Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024,China)Abstract: Four kinds of solutions were mixed with different ratios of SiN powder to fabricate SiN coating 3434sprayed on quartz crucible which were used in the metallurgic process of multicrystalline silicon purification. Theadhesion area between silicon casting ingots and quartz crucible, micro-crack morphology and thickness ofreaction layer were characterized by SEM, EPMA and etc. The best experimental parameters for stripping andreaction mechanisms on the interface of Si/SiN were analyzed and the results are as follows. In the argon 34atmosphere, the SiN coating fabricated by the 60wt% SiN suspension liquid (8wt% PVP-ethanol solution 3434mixed with SiN powder) and dried for 15 min in 210?, represent the best stripping results when the melting 34temperature are higher than 1500? because the coating are difficult to decompose and the inner wall remainintegrity. In the melting process, the dissolution of SiN coating are constantly increasing with the increasing 34temperature and eventually continuous layer consisted by large SiN particles forms on the interface of Si/SiN 3434with the diffusion of N into the melting silicon, reducing the possibility of impurity diffusion from the crucibleand coating into silicon ingotsKeywords: solar cells; multicrystalline silicon; SiN coating. 340 引言高纯硅是制造太阳能电池的基础材料,由于多晶硅的生产成本远低于单晶硅的,因此,多晶硅太阳能[1]电池的市场需求量逐年上升。
河北工业大学硕士学位论文电子辐照对单晶硅性能影响的研究摘 要现代微电子器件生产的发展离不开硅材料,集成电路技术的不断更新对单晶硅提出了非常严格的要求。
研究单晶硅的电子辐照效应、开发新的辐照吸杂工艺具有重要的理论意义和实用价值。
本文利用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR,Fourier Transform Infrared)、霍尔效应测试仪(Hall)以及化学腐蚀的方法研究了电子辐照引入的缺陷随退火温度变化及其热稳定性,探讨了辐照缺陷对单晶硅电学性能以及快速热处理技术对辐照单晶硅内吸杂性能影响,获得以下结果:电子辐照在单晶硅中引入VO,VO2,C i O i和O i2复合体。
这些复合体会在禁带中引入受主能级,使载流子浓度下降。
辐照剂量越大,引入的辐照缺陷浓度越大,其中引入的VO复合体的浓度与(剂量)m成正比,其中高氧和低氧单晶硅的m值分别为0.75和0.8。
830 cm-1红外吸收峰中存在一个较弱的伴生峰826 cm-1(V2O),其强度与辐照剂量相关。
这些复合体在700 ℃热处理时基本消除,载流子浓度恢复到辐照前的水平。
VO2复合体的稳定性与温度有关,温度升高,稳定性下降。
在450 ℃附近,存在亚稳态结构的VO2*缺陷。
887 cm-1峰中存在一个卫星峰884 cm-1,被认为是 [VO2+V] 缺陷。
电子辐照单晶硅经快速热处理(RTP,Rapid Thermal Processing)再进行高温一步热处理后,能够在体内形成清洁区(DZ,Denuded Zone)和体缺陷(BMDs,bulk micro defects)。
可以通过调节RTP预处理温度、降温速率、退火气氛等来控制DZ的宽度和氧沉淀的密度。
RTP温度升高,DZ宽度变窄,BMD密度增大,层错尺寸变小;降温速度增大,DZ宽度变窄,BMD密度增大;在N2气氛下RTP 比Ar气氛更能促进电子辐照硅单晶中氧沉淀的进程,且形成的DZ较窄,BMD 密度较大,BMD尺寸增大且结构较为复杂。
离子束抛光对单晶硅表面质量影响的分子动力学模拟研究第一篇范文离子束抛光是一种先进的半导体材料加工技术,广泛应用于太阳能电池、集成电路等领域。
单晶硅作为重要的半导体材料,其表面质量对器件性能有着至关重要的影响。
本文通过分子动力学模拟研究了离子束抛光对单晶硅表面质量的影响,揭示了离子束抛光过程中的物理机制,为实际生产中的工艺优化提供了理论依据。
首先,本文建立了考虑离子束与硅表面相互作用的精细化分子动力学模型。
模型中,离子束以一定能量和角度轰击硅表面,硅原子则以原子级别进行响应。
通过引入合适的力学模型和表面能参数,实现了对离子束抛光过程的准确描述。
其次,本文通过分子动力学模拟,详细研究了离子束抛光过程中硅表面的形貌演变和表面粗糙度变化。
结果表明,在离子束的作用下,硅表面原子受到撞击,发生迁移和重排,形成一层厚度约为几个原子层的表面层。
这一层表面层的原子排列较为紧密,粗糙度较低,对器件性能有利。
然而,随着离子束的持续作用,表面层下的硅原子受到扰动,导致表面粗糙度增加。
因此,在实际生产中,需要合理控制离子束的抛光参数,以实现高质量的硅表面。
进一步地,本文还探讨了离子束抛光过程中硅表面缺陷的形成与演化。
模拟结果揭示了离子束作用下硅表面缺陷(如空位、间隙等)的产生、扩散和湮灭过程。
这些缺陷对硅器件的性能具有重要影响,过多或过大的缺陷会导致器件性能下降。
因此,通过优化离子束抛光参数,可以有效控制表面缺陷的数量和尺寸,提高硅器件的性能。
第二篇范文想象一下,如果你是一名科学家,正站在未来科技的前沿,操控着一束能量强大的离子,对准一块纯净的单晶硅,观察它如何在你的操控下变得更加光滑、纯净。
这就是离子束抛光,一种神秘而又令人着迷的科技。
今天,我们要探索的就是这个话题:离子束抛光对单晶硅表面质量影响的分子动力学模拟研究。
我们知道,单晶硅是半导体材料的王者,它的表面质量直接关系到电子器件的性能。
那么,离子束抛光究竟是如何影响单晶硅表面质量的呢?首先,让我们来认识一下分子动力学模拟。