开始引晶。
·缩径:缩径是保证获得无位错单晶的关键因素。为了使籽晶中的位错充分排除晶体体外,被广泛应用于<100>和<111>晶向的缩径三大基本要素为: a、籽晶提升速度要快,
b、缩径要细(视加量而定),通常为3.0~3.5, c、要有一定的长度,≥ 100㎜,
<100>和<111>晶向主要沿{111}滑移延伸。这些滑移面是倾斜
或垂直于晶体生长轴的。任何一个位错都横卧在{111}滑移面上并经一定缩颈长度后会逐渐被排除到晶体表面。
·放肩和转肩:当缩颈达到足够长度,并判断缩颈部分棱线清晰
不断时,可采用降低拉速(0.35~0.45 mm/分)或采用少许降低温度的办法,使细径逐渐长大,直至生长到所要求的直径,该过程称之为放肩。放出肩的形状一般有两种,即平肩和锥形肩,也称快放肩和慢放肩。目前一般多采用快放肩,以减少切去肩部的损失,提高晶体的利用率。
·转肩: 当晶体生长达到设定的直径前,即可开始转肩,因为转
肩需要一个过程,在此过程中晶体仍在长大。如果生长到设定的直径尺寸时才意识到开始转肩,则转肩完成后的晶体直径已经超过了所要求的直径尺寸。
目前转肩多采用快速提高拉速的办法来完成。逐渐将拉速提高到120—180 mm/小时。当光环逐渐出现并有将晶体包围的趋势时,开始
逐渐降低拉速,直至光环将晶体全部包围住时,调整坩埚上升速度,开始升坩埚。待单晶生长工艺比较稳定后,投入等径控制和补温程序,单晶进入等径生长工艺。
·等径生长和收尾:
·等径生长:单晶进入等径生长时,采用等径系统进行控制。如
果晶体和坩埚直径比和补温程序设计的合适,可保证晶体等径生长一直到收尾前。等径精度可达到±1 mm。
单晶在等径生长过程中应注意对晶体生长界面的控制。进入等径生长后生长界面是逐渐由凸变平,进而控制成微凹状。保持这种生长界面不仅有利于单晶生长,还有利于降低单晶中微缺陷密度。 要随时注意观察晶体生长情况。如发现晶体“断线”应仔细观察几条棱线断掉的原因,一般认为:几条棱线同时断掉,很可能是温度和热场不合适,反之则很有可能是杂质和其它因素引起的。
·收尾:晶体等径生长完成后进入收尾程序。所谓收尾就是将晶
体的尾端拉制成圆锥形的细尾巴,尾端越细,越长越好。收尾的作用是避免位错反延伸。通过收尾位错会完全排出在晶体表面。如果不采用收尾工艺或收尾失败,则位错会沿攀移晶体尾部向上攀移,其长度通常为晶体的一个直径,损失惨重。
2、硅片生产部
(1)、硅片加工生产工艺技术
硅片加工工艺有称改形工艺,即将硅锭加工成具有规定几何尺寸
的,满足太阳能等器件需要的硅片。获得精确的加工尺寸和完美表面
态的硅片,是人们一直追求的目标。为达到此目标难度很大,这不但需要有相应的先进的加工技术和设备,又由于加工工序长,还需要具备一套完整的质量管理体系。
硅片的质量是影响太阳能电池转换效率和加工成本的极为重要因素之一,也代表着本公司整体硅材料的生产水平和形象。
(2)、硅片加工工艺中的必备条件和要求
①、切割机
随着半导体器件的快速发展,半导体材料的制备技术和加工技术以及采用的设备等也同步在发展。如硅片切割由外圆,发展到内圆,而今几乎所有的硅片生产厂家都采用先进的线切割机切割生产硅片,其特点:
·生产效率高,一次配棒可生产数百枚硅片, ·采用的线径尺寸小,切割的锭料损失少, ·硅片表面损伤小,一般为砂浆粒径近1倍, ·硅片表面无刀痕等
开方用的线切割机 (HCT-Shaping)配有直径为0.250㎜的金属线,切割速度为0.8㎜/min,一次最多可生产25根方锭。
用于加工硅片的日产线切割机(NTC-Nipei)配有线径为0.120㎜的金属线, 切割速度为0 .34㎜/min
②、切割浆液配制和要求
开方用切割浆液是由牌号PEG304硅切削液与碳化硅粉按1.1∶1比
例配置而成的。
切割用浆液是由牌号PEG301硅切削液与粒径为1500井(8μm)碳化硅粉按1.1∶1比例配置而成的。
为保证浆液质量对硅切削液的水含量,电导率以及碳化硅粉粒径
分布均匀性等.均有比较严格要求。 聚本醇水含量<0. 5 %,导电率
(3)、质量目标:
技术参数 晶 向: 电阻率(μ.㎝): 导电型号: 硅片尺寸(㎜): 厚 度(μm) : T V(μm) : TTV(μm) : BOW(弯曲度)( μm): 缺 陷: 缺 陷: 技术指标 <100> 掺镓:0.5~6.0 分三档:0.5~3.0;2.0~4.0;3.0~ 6.0 P(空穴导电) 125 X 125 ㎜ 200 ± 20μm ≤20 ≤50 ≤50 无划痕,无崩边,无色斑,线痕, 无晶面体脱落, 无裂纹等 成品率: > 93 % (4)、硅片加工工艺技术流程
①、开方锭生产工艺流程
开方锭是经过如下工序加工成具有标定尺寸的方形锭,是制备硅片的初始硅棒。
棒 经过性能参数检测 硅
固定车床上 沾 棒 热溶胶,加热4200C
开 线切割,线径 φ250μm 方
600 60~100C水泡
去 胶
0
#
不和格锭 检 测
回 库 滚 磨 砂轮粒径:300#,270#,150
不和格锭 检 测
碱 腐 蚀 NaOH,腐蚀量0.5㎜-1.0㎜
不和格锭 检 测
抛 光 纤维抛光轮,抛4个顶角
②、 切片生产工艺流程 ③、
开 方 锭 开 方 锭