第七章 铸造多晶硅中的杂质和缺陷

第7 铸章造晶硅多中的 质和缺陷杂铸造

晶硅中的多界晶晶界现大量出悬桂的键，形界面态，严重影响成阳太电 池光电转的效换率

。无属污金的染铸多晶造硅晶的界SE图像M a()E和IC图像Bb)(

造铸晶硅多中的位错根据晶生长方体式和过程不同，的造铸晶多硅的中位 密度错在10约3~10cm92-右。左含有密高位度错铸造的多晶硅光的显微镜照片

铸学造晶多硅的错对位学电能性的影响铸造多硅晶中错位密度a)(与子寿命少(b)对的应图

铸多晶造硅中的杂碳碳质是铸造多硅晶中的一重要杂种。铸质造晶多中硅杂碳质引入主要的两方面是：a 铸造)多晶硅原料材来源泛，广原料材可有较高能的含碳量 ；b)晶 体制备过程，中高温的石英埚坩石墨与加器热应反生C成O,C O入进硅熔并体硅与体(Si)熔反生应成碳杂。质

的分碳凝系很数小，从底最先部固的部凝开始到上部 分后凝固的部分，碳最度是逐浓增加的渐。

氧杂氧质是铸多晶造硅料材中一种常重非的杂要质元素。氧在热理处时会形热施主成(30~005℃)0,

施主(新60一9000℃),沉淀氧及以诱其生的它晶体陷，还缺会引吸等金属元素铁，生电产活性 ，成少数载流为子的合复中心，影材料的响电光转换效 率。

铸造多晶中硅氧的杂质氧在铸多晶造中的浓度约为硅1101×7~110×1c8-3,m其是的中主要 质杂一之 。造多晶硅中铸主氧来要两自面方原材料：中氧以及的体生长过 晶引程的入。氧Si SiO 22S OiSi2 O2 O S2i铸多造晶中硅氧度浓晶沿生体方长向从边到中缘的心布

分

原生造铸多晶硅的中施氧和主沉氧淀 与直 拉晶单一硅样铸，造晶多硅的 氧也是中以隙态间在存，呈饱过状和态。

过和的间饱氧隙容易后在续的热理 处艺中形成复合体工沉淀与等 。原生造多晶铸硅中很容易成氧生施 主氧与淀，沉硅锭底而氧部度最高浓， 热理处时间长最氧，施与主沉淀氧的问题 该应是锭硅各分部最严中重。

铸的造多硅中原生晶沉淀氧的 透射镜照电片

铸多晶造硅中热主施形成规律用对采实比法验，用探四仪针傅和叶立红外仪(FTR)研究铸造多I硅晶电中率阻变化的氧，和碳浓度变的化，究了热研史历、位、错界晶碳

对热和施生成和主除消律规的影响

。

铸多造硅晶热施主中成形规律1 原始样表品的、碳氧量和含阻电率表2 各种片中硅原生施热的主浓

度铸造

多晶中硅热主施成形规律

1图温度为45 0℃ 下各种原生晶体样品硅中 施主浓热随热度理时间处的化变曲线图 经6250热处理30℃钟分,后450 在各℃种 体硅晶样品中施热主浓的度随处热理时 间变的

化

铸造晶硅多中热主施形

成规律结果讨论：

这两个图，从们可我发以现原生施热主的存 在影响随不后热施形成主律规。所有品样中热主施 的度都浓先随是着热处的理间时增加而，在热理 130小时处右左达最大到值，而随后热着处的理续继 行而进速迅降。低

铸

多晶硅中热施造形主规成律图1 度温为405下各种原生晶体硅样品中℃ 热施主度浓随热处时间的理变曲化线图2 经65℃热处0理3分钟0,后4在0 5℃各 晶种硅样品体中施热主的浓随热处度理 时的间化变

铸造多晶中硅施热形主成律规结果论讨：在含量低碳，位错无晶界和的单硅Bl和晶B2品样中，经1 03小时热处的理所成的热形主施浓度最大大约，为10×011c7m3。-与相对比的此是似单晶硅样品相Cl和2样C中，品其热施的主生量成最小，仅为6则.61×071cm-3这。 两样种品Bl,B2)((l,C2)由于C有含不的同原始氧浓，度而所生成 热施主量的显著同，不这表原明氧生浓度对施主形热成 律规影的最响。大

铸多造晶硅中施主形热成规律1 图温度45为0℃ 各种下原生体晶硅品样中 施热浓度主热随处理时的变间化曲线图2经6 0℃热处53理分钟后,0在54 ℃各0种晶体硅 样中热品主的浓度施随热理处时间的变

化铸多造晶硅热中施主成形律结规讨果论：对比品(样B,lB)和2Al,A(2),然虽在两这晶种硅中含有体常相非近原的始氧度，浓但是铸造在多晶硅中所形成热施 最大主度低于浓拉单晶直中硅施热主的大最 生成，量图如和12示。所表明:这错位，晶界或碳都可 会能制热抑主施的形。但究成是位错竟，界还是碳晶要主 抑制热施了主的成生，们我分别又用了四采不种同的样 研究品其中的热了施主形成的律规。