硅材料相关知识及M156硅片检验标准

2020/1/20硅材料相关知识及多晶硅片检验标准2010.62020/1/20目录晶体硅产业链相关知识拉制单晶硅棒与单晶硅棒的切片浇注多晶硅锭与切片硅片检验标准及检验方法2020/1/20一.晶体硅产业链相关知识2020/1/20一.晶体硅产业链相关知识2020/1/20一.晶体硅产业链相关知识2020/1/20一.晶体硅产业链相关知识2020/1/20二.单晶硅棒拉制及切片多晶硅料2020/1/20二.单晶硅棒拉制及切片多晶硅料多晶硅使用前应检查外观、电阻率、碳和氧的含量（≤1016/cm3）。多晶硅的外观应呈银灰色，不允许存在夹层、发黑、氧化、指纹和沾污的痕迹。一般情况下，多晶硅块料使用前还应用1：5的HF：HNO3混合液进行腐蚀，再用高纯水清洗，烘干后使用。但是最好的方法是在多晶硅从沉积炉中取出后，以硅块互相敲击破碎（不允许使用其他材料的工具），然后直接装入坩埚，这样可以免除一次酸洗，既防止杂质污染硅材料，又有利于环境保护，同时降低工艺成本。2020/1/20拉制硅棒(单晶)2020/1/20单晶硅生长2020/1/20单晶硅生长2020/1/20拉制硅棒:单晶硅生长过程照片。（a）～（b）熔硅；（c）引晶；（d）细颈；（e）f放肩；（g）等径生长2020/1/20单晶硅生长拉晶过程可以分为以下几个阶段：1.熔硅。在熔硅阶段坩埚位置的调节很重要。开始坩埚位置较高，可以使坩埚口与加热器的顶部对齐，这样可以使坩埚底部的多晶硅料先熔化。然后再将坩埚逐渐降至拉晶的正常位置。熔硅过程不宜太长，熔硅时间长，熔硅中掺入杂质的挥发量大，坩埚熔蚀也严重。熔硅过程中应注意防止熔硅溅出或粘附在液面以上的坩埚壁上。2.引晶。将籽晶和坩埚的转速按照设备工艺规范分别设置调整好。当处于预置热场位置中的熔硅温度稳定后，将籽晶下降至熔硅上方预热10分钟，然后使籽晶缓慢下降，使其与熔硅接触。若籽晶很快被熔断，表明熔硅温度太高；若籽晶陷入熔硅，但融化很慢甚至不熔化或长大，表明熔硅温度太低；若熔硅很快浸润籽晶，并沿籽晶垂直面攀缘而上，端部稍微融化，则熔硅温度适当。在合适的温度下，籽晶可与熔硅长时间接触，既不会进一步熔化，也不会生长。2020/1/20单晶硅生长3.收颈。观察弯月面形状，如果适当，就开始将籽晶慢慢向上提拉，并逐渐将拉速增大到3.5mm/min以上。收颈部的直径、长度按照拉制单晶规格对应的工艺规范进行控制。细长的颈部有利于抑制位错从籽晶向颈部以下晶体延伸。颈部长些还可以使熔硅温度在放肩之前先稳定下来。4.放肩。根据收颈时的温度变化，将温度降低15℃～40℃，并将拉速调至0.4mm/min。随时观测直径，保持温度稳定，尽可能长成平2020/1/20单晶硅生长5.收肩（转肩）。当肩部直径约比需要的单晶直径小3～5mm时，将拉速提高到2.5mm/min，使直径增长速率降低。同时坩埚也开始自动跟踪，使熔硅液面始终保持在相对固定的位置上。6.等径生长。当直径达到要求后，将拉速降到1.3～1.5mm/min左右，然后在电子系统的自动控制下开始等直径生长。7.收尾。当坩埚中硅料剩下1.5kg左右时，停止坩埚跟踪，选取等直径生长阶段最后2h的平均拉速，并逐渐升温，使尾部长成锥型。2020/1/20单晶硅生长在拉晶过程中，操作者应密切注意观察晶体外侧棱线是否连续和对称，及弯月面形状的变化。如出现断棱和多晶，应终止拉晶过程。若已长成的晶锭长度在200mm以内，可以回熔一次，并回熔到籽晶引晶处，然后重新开始生长；若晶锭长度超过200mm，则应根据不同情况采取相应措施，例如可将晶锭提起，由提拉室取出，重新安装子晶后再将剩余熔硅拉成单晶。若剩料不多，则只能按照正常拉晶过程结束阶段的工艺程序将硅全部拉完。2020/1/20硅棒的加工2020/1/20硅棒切片2020/1/20三.多晶硅锭浇注2020/1/20三.多晶浇注2020/1/20太阳电池用多晶硅与光电转换效率尽管关于多晶硅片质量与太阳电池光电转换效率之间详细的原理非常复杂，但是与氧、碳、金属杂质和晶体结构有关的硅片质量的指导方针，可用于改进现有硅片材料和开发新的硅片材料。最重要的硅片特性为氧、碳含量，金属杂质和晶体缺陷、断层以及晶界。2020/1/20三.多晶硅锭浇注2020/1/20三.多晶硅片切割2020/1/20四.多晶硅片检验2020/1/20四.硅片检验2020/1/20四.硅片检验2020/1/20四.硅片检验(需用仪器工具)2020/1/20四.硅片检验(四探针测试仪)2020/1/20SEMILAB测试仪器2020/1/20多晶硅片的检验微晶片