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单晶硅中可能出现的各种缺陷分析

单晶硅中可能出现的各种缺陷分析
单晶硅中可能出现的各种缺陷分析

单晶硅中可能出现的各种缺陷分析

缺陷,是对于晶体的周期性对称的破坏,使得实际的晶体偏离了理想晶体的晶体结构。在各种缺陷之中,有着多种分类方式,如果按照缺陷的维度,可以分为以下几种缺陷:

点缺陷:在晶体学中,点缺陷是指在三维尺度上都很小的,不超过几个原子直径的缺陷。其在三维尺寸均很小,只在某些位置发生,只影响邻近几个原子,有被称为零维缺陷。

线缺陷:线缺陷指二维尺度很小而们可以通过电镜等来对其进行观测。

面缺陷:面缺陷经常发生在两个不同相的界面上,或者同一晶体内部不同晶畴之间。界面两边都是周期排列点阵结构,而在界面处则出现了格点的错位。我们可以用光学显微镜观察面缺陷。

体缺陷:所谓体缺陷,是指在晶体中较大的尺寸范围内的晶格排列的不规则,比如包裹体、气泡、空洞等。

一、点缺陷

点缺陷包括空位、间隙原子和微缺陷等。

1、空位、间隙原子

点缺陷包括热点缺陷(本征点缺陷)和杂质点缺陷(非本征点缺陷)。

1.1热点缺陷

其中热点缺陷有两种基本形式:弗仑克尔缺陷和肖特基缺陷。单晶中空位和间隙原子在热平衡时的浓度与温度有关。温度愈高,平衡浓度愈大。高温生长的硅单晶,在冷却过程中过饱和的间隙原子和空位要消失,其消失的途径是:空位和间隙原子相遇使复合消失;扩散到晶体表面消失;或扩散到位错区消失并引起位错攀移。间隙原子和空位目前尚无法观察。

1.2杂质点缺陷

A、替位杂质点缺陷,如硅晶体中的磷、硼、碳等杂质原子

B、间隙杂质点缺陷,如硅晶体中的氧等

1.3点缺陷之间相互作用

一个空位和一个间隙原子结合使空位和间隙原子同时湮灭(复合),两个空位形成双空位或空位团,间隙原子聚成团,热点缺陷和杂质点缺陷相互作用形成复杂的点缺陷复合体等。

2、微缺陷

2.1产生原因

如果晶体生长过程中冷却速度较快,饱和热点缺陷聚集或者他们与杂质的络合物凝聚而成间隙型位错环、位错环团及层错等。Cz硅单晶中的微缺陷,多数是各种形态的氧化物沉淀,它们是氧和碳等杂质,在晶体冷却过程中,通过均质成核和异质成核机理形成。

2.2微缺陷观察方法

1)择优化学腐蚀:

择优化学腐蚀后在横断面上呈均匀分布或组成各种形态的宏观漩涡花纹(漩涡缺陷)。宏观上,为一系列同心环或螺旋状的腐蚀图形,在显微镜下微缺陷的微观腐蚀形态为浅底腐蚀坑或腐蚀小丘(蝶形蚀坑)。在硅单晶的纵剖面上,微缺陷通常呈层状分布。

2)热氧化处理:

由于CZ硅单晶中的微缺陷,其应力场太小,往往需热氧化处理,使微缺陷缀饰长大或转化为氧化层错或小位错环后,才可用择优腐蚀方法显示。

3)扫描电子显微技术,X射线形貌技术,红外显微技术等方法。

2.3微缺陷结构

直拉单晶中微缺陷比较复杂。TEM观察到在原生直拉硅单晶中,存在着间隙位错环,位错团和小的堆跺层错等构成的微缺陷,以及板片状SiO2沉积物,退火Cz硅单晶中的微缺陷为体层错、氧沉淀物及沉淀物-位错-络合物等。

Cz硅中的原生缺陷分别是根据不同的测量方法而命名,有三种:1.使用激光散射层析摄影仪检测到的红外(IR)散射中心(LSTD);2.经一号清洗液腐蚀后,在激光颗粒计数器下检测为微小颗粒的缺陷(COP);3.流型缺陷(FPD),它是在Secco腐蚀液择优腐蚀后,用光学显微镜观察到的形如楔形或抛物线形的流动图样的缺陷,在其端部存在有很小的腐蚀坑。控制CZ硅单晶中原生缺陷的途径是选择合适的晶体生长参数和原生晶体的热历史。要调节的主要生长参数是拉速、固液界面的轴向温度梯度G(r)(含合适的v/G(r)比值)、冷却速率等。另外通过适宜的退火处理可减少或消除原生缺陷。

二、线缺陷

位错:包括螺位错和刃位错

1、产生原因

1)籽晶中位错的延伸;

2)晶体生长过程中,固液界面附近落入不溶固态颗粒,引入位错;

3)温度梯度较大,在晶体中产生较大的热应力时,更容易产生位错并增殖。

2、位错形态及分布

1)择优化学腐蚀:

位错蚀坑在{100}面上呈方形,但其形态还与位错线走向、晶向偏离度、腐蚀剂种类、腐蚀时间、腐蚀液的温度等因素有关。

硅单晶横断面位错蚀坑的宏观分布可能组态:

A、位错均匀分布

B、位错排是位错蚀坑的某一边排列在一条直线上的一种位错组态,它是硅

单晶在应力作用下,位错滑移、增殖和堆积的结果。位错排沿<110>方向排列。

C、星形结构式由一系列位错排沿<110>方向密集排列而成的。在{100}面上星形结构呈井字形组态。

2)红外显微镜和X射线形貌技术

3、无位错硅晶体的生长

1)缩颈

2)调节热场,选择合理的晶体生长参数,维持稳定的固液界面形状

3)防止不溶固态颗粒落入固液界面

三、面缺陷

面缺陷主要有同种晶体内的晶界,小角晶界,层错,以及异种晶体间的相界等。

平移界面:晶格中的一部分沿着某一面网相对于另一部分滑动(平移)。

堆跺层错:晶体结构中周期性的互相平行的堆跺层有其固有的顺序。如果堆跺层偏离了原来固有的顺序,周期性改变,则视为产生了堆跺层错。

晶界:是指同种晶体内部结晶方位不同的两晶格间的界面,或说是不同晶粒之间的界面。按结晶方位差异的大小可将晶界分为小角晶界和大角晶界等。小角晶界一般指的是两晶格间结晶方位差小于10度的晶界。偏离角度大于10度就成了孪晶。

相界:结构或化学成分不同的晶粒间的界面称为相界。

1、小角晶界:

硅晶体中相邻区域取向差别在几分之一秒到一分(弧度)的晶粒间界称为小角度晶界。在{100}面上,位错蚀坑则以角顶底方式直线排列。

2、层错:

指晶体内原子平面的堆垛次序错乱形成的。硅单晶的层错面为{111}面。

2.1层错产生原因:

在目前工艺条件下,原生硅单晶中的层错是不多见的。一般认为,在单晶生长过程中,固态颗粒进入固液界面,单晶体内存在较大热应力,固液界面附近熔体过冷度较大,以及机械振动等都可能成为产生层错的原因。

2.2层错的腐蚀形态

应用化学腐蚀方法显示硅单晶中的层错时,有时可以观察到沿<110>方向腐蚀沟槽,它是层错面与观察表面的交线。在{111}面上,层错线互相平行或成60°,120°分布,{100}面上的层错线互相平行或者垂直,在层错线两端为偏位错蚀坑。层错可以贯穿到晶体表面,也可以终止于晶体内的半位错或晶粒间界处。

2.3氧化诱生层错

形成的根本原因:

热氧化时硅二氧化硅界面处产生自间隙硅原子,这些自间隙硅原子扩散至张应力或晶格缺陷(成核中心)处而形成OSF并长大。

一般认为,OSF主要成核十硅片表面的机械损伤处、金属沾污严重处,其它诸如表面或体内的旋涡缺陷、氧沉淀也是OSF的成核中心它与外延层错相区别也与由体内应力引起的体层错(bulkstackingfaults)相区别。通常OSF有两种:表面的和体内的。表面的OSF一般以机械损伤,金属沽污、微缺陷(如氧沉淀等)在表面的显露处等作为成核中心;体内的B-OSF(BulkOSF)则一般成核于氧沉淀。

20世纪70年代末,研究者发现硅晶体中的OSF常常呈环欲分布特征(ring-OSF)后人的研究表明,这与晶体生长时由生长参数(生长速度、固液界面处的温度梯度)决定的点缺陷的径向分布相关联由干空位和自间隙的相互作用,进而引起氧的异常沉淀,从而引发OSF。

3.孪晶

3.1孪晶的构成

孪晶是由两部分取向不同,但具有一个共同晶面的双晶体组成。它们共用的晶面称为孪生面,两部分晶体的取向以孪生面为镜面对称,且两部分晶体取向夹角具有特定的值。硅晶体的孪生面为{111}面。

3.2孪晶生成原因

晶体生长过程中,固液界面处引入固态小颗粒,成为新的结晶中心,并不断长大形成孪晶。此外,机械振动、拉晶速度过快或拉速突变也可促使孪晶的形成。

四、体缺陷

所谓体缺陷,是指在晶体中三维尺度上出现的周期性排列的紊乱,也就是在较大的尺寸范围内的晶格排列的不规则。这些缺陷的区域基本

晶粒的尺寸相比拟,属于宏观的缺陷,较大的体缺陷可以用肉眼就能够清晰观察。

体缺陷有很多种类,常见的有包裹体、气泡、空洞、微沉淀等。这些缺陷区域在宏观上与晶体其他位置的晶格结构、晶格常数、材料密度、化学成分以及物理性质有所不同,好像是在整个晶体中的独立王国。

1.嵌晶

硅晶体内部存在与基体取向不同的小晶体(晶粒)称为嵌晶。嵌晶可为单晶或多晶。在一般拉晶工艺下,嵌经很少见。

2.夹杂物

由外界或多晶引入熔硅中的固态颗粒,在拉晶时被夹带到晶体中形成第

称为夹杂物。应用电子探针和扫描电子显微镜观察到直拉或者区熔硅单晶中,存在α-SiC和β-SiC颗粒,其尺寸由几个微米到十几个微米。

3.孔洞

硅单晶中存在的近于圆柱形或球形的空洞。在硅单晶机械加工时,硅片上所见到的圆形孔洞,大的孔洞直径有几毫米。

五、条纹

在宏观上为一系列同心环状或螺旋状的腐蚀图形,在100倍或者更高放大倍数下是连续的表面凹凸状条纹。

杂质条纹是硅单晶中一种常见的宏观缺陷,它表征硅单晶中,不同区域杂质浓度存在明显的差异。

1、杂质条纹的形态和特征

杂质条纹在垂直生长轴方向的横断面上,杂质条纹多呈环状或条纹状分布,在平行与生长轴方向的纵剖面上,杂质条纹呈层状分布。杂质条纹的形状反映了固液前沿形状。

2、杂质条纹产生的原因

晶体生长时,由于种种原因,或引起固液界面附近的温度发生微小的变化,由此导致晶体微观生长速率的起伏,或者引起杂质边界层厚度起伏,以及小平面效应等,均使晶体和熔体之间的杂质有效分凝系数产生波动,引起晶体中的杂质浓度分布发生相应的变化,从而形成了杂质条纹。

3、杂质条纹的消除与抑制

调整热场,使之具有良好的轴对称性,并使晶体的旋转轴尽量与热场中心轴同轴,抑制和减弱熔体热对流,可以使晶体杂质趋于均匀分布。

单晶硅太阳能电池制作工艺

单晶硅太阳能电池/DSSC/PERC技术 2015-10-20 单晶硅太阳能电池 2.太阳能电池片的化学清洗工艺切片要求:①切割精度高、表面平行度高、翘曲度和厚度公差小。②断面完整性好,消除拉丝、刀痕和微裂纹。③提高成品率,缩小刀(钢丝)切缝,降低原材料损耗。④提高切割速度,实现自动化切割。 具体来说太阳能硅片表面沾污大致可分为三类: 1、有机杂质沾污:可通过有机试剂的溶解作用,结合兆声波清洗技术来去除。 2、颗粒沾污:运用物理的方法可采机械擦洗或兆声波清洗技术来去除粒径≥ 0.4 μm颗粒,利用兆声波可去除≥ 0.2 μm颗粒. 3、金属离子沾污:该污染必须采用化学的方法才能将其清洗掉。硅片表面金属杂质沾污又可分为两大类:(1)、沾污离子或原子通过吸附分散附着在硅片表面。(2)、带正电的金属离子得到电子后面附着(尤如“电镀”)到硅片表面。 1、用 H2O2作强氧化剂,使“电镀”附着到硅表面的金属离子氧化成金属,溶解在清洗液中或吸附在硅片表面 2、用无害的小直径强正离子(如H+),一般用HCL作为H+的来源,替代吸附在硅片表面的金属离子,使其溶解于清洗液中,从而清除金属离子。 3、用大量去离子水进行超声波清洗,以排除溶液中的金属离子。由于SC-1是H2O2和NH4OH 的碱性溶液,通过H2O2的强氧化和NH4OH的溶解作用,使有机物沾污变成水溶性化合物,随去离子水的冲洗而被排除;同时溶液具有强氧化性和络合性,能氧化Cr、Cu、Zn、Ag、Ni、Co、Ca、Fe、Mg等,使其变成高价离子,然后进一步与碱作用,生成可溶性络合物而随去离子水的冲洗而被去除。因此用SC-1液清洗抛光片既能去除有机沾污,亦能去除某些金属沾污。在使用SC-1液时结合使用兆声波来清洗可获得更好的清洗效果。另外SC-2是H2O2和HCL的酸性溶液,具有极强的氧化性和络合性,能与氧化以前的金属作用生成盐随去离子水冲洗而被去除。被氧化的金属离子与CL-作用生成的可溶性络合物亦随去离子水冲洗而被去除。 具体的制作工艺说明(1)切片:采用多线切割,将硅棒切割成正方形的硅片。(2)清洗:用常规的硅片清洗方法清洗,然后用酸(或碱)溶液将硅片表面切割损伤层除去30-50um。(3)制备绒面:用碱溶液对硅片进行各向异性腐蚀在硅片表面制备绒面。(4)磷扩散:采用涂布源(或液态源,或固态氮化磷片状源)进行扩散,制成PN+结,结深一般为0.3-0.5um。(5)周边刻蚀:扩散时在硅片周边表面形成的扩散层,会使电池上下电极短路,用掩蔽湿法腐蚀或等离子干法腐蚀去除周边扩散层。(6)去除背面PN+结。常用湿法腐蚀或磨片法除去背面PN+结。(7)制作上下电极:用真空蒸镀、化学镀镍或铝浆印刷烧结等工艺。先制作下电极,然后制作上电极。铝浆印刷是大量采用的工艺方法。(8)制作减反射膜:为了减少入反射损失,要在硅片表面上覆盖一层减反射膜。制作减反射膜的材料有MgF2 ,SiO2 ,Al2O3 ,SiO ,Si3N4 ,TiO2 ,Ta2O5等。工艺方法可用真空镀膜法、离子镀膜法,溅射法、印刷法、PECVD法或喷涂法等。(9)烧结:将电池芯片烧结于镍或铜的底板上。(10)测试分档:按规定参数规范,测试分类。 生产电池片的工艺比较复杂,一般要经过硅片检测、表面制绒、扩散制结、去磷硅玻璃、等离子刻蚀、镀减反射膜、丝网印刷、快速烧结和检测分装等主要步骤。本文介绍的是晶硅太阳能电池片生产的一般工艺与设备。 一、硅片检测硅片是太阳能电池片的载体,硅片质量的好坏直接决定了太阳能电池片转换效率的高低,因此需要对来料硅片进行检测。该工序主要用来对硅片的一些技术

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干细胞抗衰老行业现状分析报告

目录 一、干细胞行业的“万用功能“及发展前景 (2) 二、干细胞行业相关政策分析 (4) 三、干细胞抗衰老作用机理 (4) 1.骨髓间充质干细胞 (5) 2.脐带血干细胞 (6) 3.脂肪干细胞 (7) 4.胚胎干细胞 (7) 四、干细胞产业链分析 (8) 五、干细胞国内相关企业分析 (9) 1.中源协和:中国干细胞产业链的整合者,全面布局上下游 (9) 2.北科生物:干细胞技术全球领先,有望成为中国的“苹果” (10) 3.金卫医疗:通过CCBC股权间接经营干细胞存储业务 (11) 4.冠昊生物:依托技术优势进军干细胞治疗领域 (12)

图表目录 图表1:干细胞治疗应用方向 (3) 图表2:干细胞抗衰老行业相关政策 (4) 图表3:随着年龄的增长,骨髓中干细胞数目急剧下降 (5) 图表4:小鼠骨髓间充质干细胞具有抗衰老作用 (6) 图表5:脐带血干细胞可以促进细胞增殖,修复受伤组织 (6) 图表6:肌肉注射胚胎干细胞后各系统疗效(临床改善指数) (7) 图表7:干细胞产业链 (8) 图表8:北科生物发展历程 (11) 图表9:金卫医疗发展历程 (12)

一、干细胞行业的“万用功能“及发展前景 干细胞是具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞,是机体的起源细胞,是形成人体各种组织器官的原始细胞。在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞或组织器官,医学界称其为“万用细胞”,对应干细胞治疗具有极大的潜力。干细胞按发育状态分为胚胎干细胞、成体干细胞。按分化潜能分为全能干细胞、多能干细胞、单能干细胞。 干细胞治疗则是把健康的干细胞移植到病人或自己体内,以达到修复病变细胞或重建功能正常的细胞和组织的目的。即干细胞治疗从细胞层上治疗疾病,相较很多传统治疗方法具有无可比拟的优点: (1)安全:低毒性(或无毒性); (2)在尚未完全了解疾病发病的确切机理前也可以应用; (3)治疗材料来源充足; (4)治疗范围广阔; (5)是最好的免疫治疗和基因治疗载体; (6)传统疗法认为是“不治之症”的疾病,又有了新的疗法和新的希望。 因此干细胞治疗作为一种比较优势突出的新型治疗,临床上应用的领域包括治疗心血管疾病、神经系统疾病、血液病、肝病、肾病、糖尿病、骨关节疾病等,现在比较成熟的如应用骨髓移植治疗白血病等恶性血液病,随着未来越来越多临床试验的成功,产业发展前景将十分广阔。 图表1:干细胞治疗应用方向 资料来源:银联信

最新社交电商行业分析报告

欢迎大家下载,下载后可自由编辑修改 社交电商行业分析报告

前言 社交电商有的做精选,有的做拼团,有的依托网红,有的从垂直领域出发,爆发的节点此起彼伏.蘑菇街、小红书、拼多多同属于社交电商,各自的角色定位有所重合,所以面临的行业挑战是相同的。不论如何,消费离不开社交。社交往往会带动消费,从这个层面上看,社交电商的发展前景很大,只是发展的道路免不了荆棘遍野。金准人工智能专家结合过去半年多的行业先进性观察,梳理了十家具有鲜明特质的社交电商。 渠道早已中心化的传统电商正在遭到颠覆,颠覆的主角正是以人群为重要节点,去中心化的社交电商。伴随微信生态释放的巨大红利,电商的社交化成为一大趋势,大量资本和企业涌入这条赛道,仅最近半年多,社交电商融资额达到数十亿美元。从百亿云集到千亿拼多多,在社交网络上分销、拼团等新玩法层出不穷,对准一线到四五线,中产到普通消费者等不同层级用户的争夺,更像是让众多社交电商之间,乃至和传统线上线下零售商,陷入到了一场久违、全面的洗牌战争。 金准人工智能专家发现在社交电商背后,一些共通的底层逻辑和商业价值。对于消费群体的分割,产品的选择,轻重模式的确定,决定了它们能否长远和做大。 一、中国社交电商市场现状分析 1.1电商行业发展 金准人工智能专家预计2018年中国移动购物市场交易额将达5.7万亿元,同时移动电商用户突破5亿人,增长至5.12亿人。中国电子商务行业发展迅速,移动支付技术的发展则促使移动端电商行业日渐成熟,移动电商用户不断扩大,消费者已养成网购消费习惯。中国电商行业的高速发展客观上为社交电商发展奠定基础。

1.2政策逐步完善 对于仍处于发展初期的社交电商,国家相关机构陆续出台相关政策,鼓励社交电商行业发展,同时对市场环境进行规范。金准人工智能专家认为,由早期微商到近期依托微信小程序发展加速的社交电商行业,处于初期发展阶段,虽然社交电商行业发展潜力巨大,但需要政策对市场进行规范,以促进行业健康有序发展。

单晶硅与多晶硅的区别、功能及优缺点

单晶硅与多晶硅的区别、功能及优缺点 单晶硅 硅有晶态和无定形两种同素异形体。晶态硅又分为单晶硅和多晶硅,它们均具有金刚石晶格,晶体硬而脆,具有金属光泽,能导电,但导电率不及金属,且随温度升高而增加,具有半导体性质。 单晶硅在日常生活中是电子计算机、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料。电视、电脑、冰箱、电话、手表、汽车,处处都离不开单晶硅材料,单晶硅作为科技应用普及材料之一,已经渗透到人们生活中的各个角落。 单晶硅在火星上是火星探测器中太阳能转换器的制成材料。火星探测器在火星上的能量全部来自太阳光,探测器白天休息---利用太阳能电池板把光能转化为电能存储起来,晚上则进行科学研究活动。也就是说,只要有了单晶硅,在太阳光照到的地方,就有了能量来源单晶硅在太空中是航天飞机、宇宙飞船、人造卫星必不可少的原材料。人类在征服宇宙的征途上,所取得的每一步进步,都有着单晶硅的身影。航天器材大部分的零部件都要以单晶硅为基础。离开单晶硅,卫星会没有能源,没有单晶硅,航天飞机和宇航员不会和地球取得联系,单晶硅作为人类科技进步的基石,为人类征服太空作出了不可磨灭的贡献。 单晶硅在太阳能电池中得到广泛的应用。高纯的单晶硅是重要的半导体材料,在光伏技术和微小型半导体逆变器技术飞速发展的今天,利用硅单晶所生产的太阳能电池可以直接把太阳能转化为光能,实现了迈向绿色能源革命的开始。单晶硅太阳能电池的特点:1.光电转换效率高,可靠性高; 2.先进的扩散技术,保证片内各处转换效率的均匀性; 3.运用先进的PECVD成膜技术,在电池表面镀上深蓝色的氮化硅减反射膜,颜色均匀美观;4.应用高品质的金属浆料制作背场和电极,确保良好的导电性。 单晶硅广阔的应用领域和良好的发展前景北京2008年奥运会将把"绿色奥运"做为重要展示面向全世界展现,单晶硅的利用在其中将是非常重要的一环。现在,国外的太阳能光伏电站已经到了理论成熟阶段,正在向实际应用阶段过渡,太阳能硅单晶的利用将是普及到全世界范围,市场需求量不言而喻。

硅单晶中晶体缺陷的腐蚀显示

硅单晶中晶体缺陷的腐蚀显示 实验安排:4人/组 时间:两小时 地点:北方工业大学第三教学楼2403房间 实验所用主要设备:金相显微镜 一、实验目的 硅单晶中的各种缺陷对器件的性能有很大的影响,它会造成扩散结面不平整,使晶体管中出现管道,引起p-n 结的反向漏电增大等。各种缺陷的产生和数量的多少与晶体制备工艺和器件工艺有关。晶体缺陷的实验观察方法有许多种,如透射电子显微镜、X光貌相技术、红外显微镜及金相腐蚀显示等方法。对表面缺陷也可以用扫描电子显微镜来观察。由于金相腐蚀显示技术设备简单,操作易掌握,又较直观,是观察研究晶体缺陷的最常用的方法之一。金相腐蚀显示可以揭示缺陷的数量和分布情况,找出缺陷形成、增殖和晶体制备工艺及器件工艺的关系,为改进工艺,减少缺陷、提高器件合格率和改善器件性能提供线索。 二、原理 硅单晶属金刚石结构,在实际的硅单晶中不可能整块晶体中原子完全按金刚石结构整齐排列,总又某些局部区域点阵排列的规律性被破坏,则该区域就称为晶体缺陷。硅单晶中的缺陷主要有点缺陷、线缺陷和面缺陷等三类。晶体缺陷可以在晶体生长过程中产生,也可以在热处理、晶体加工和受放射性辐射时产生。 在硅单晶中缺陷区不仅是高应力区,而且极易富集一些杂质,这样缺陷区就比晶格完整区化学活拨性强,对化学腐蚀剂的作用灵敏,因此容易被腐蚀而形成蚀坑,在有高度对称性的低指数面上蚀坑形状通常呈现相应的对称性,如位错在(111)、(100)、(110)面上分别呈三角形、方形和菱形蚀坑。 用作腐蚀显示的腐蚀剂按不同作用大体可分为两类,一类蚀非择优腐蚀剂,它主要用于晶体表面的化学抛光,目的在于达到清洁处理,去除机械损伤层和获得一个光亮的表面;另一类是择优腐蚀剂,用来揭示缺陷。一般腐蚀速度越快择择优性越差,而对择优腐蚀剂则要求缺陷蚀坑的出现率高、特征性强、再现性好和腐蚀时间短。 通常用的非择优腐蚀剂的配方为: HF(40-42%):HNO3(65%)=1:2.5 它们的化学反应过程为: Si+4HNO3+6HF=H2SiF6+4NO2+4H2O 通常用的择优腐蚀剂主要有以下二种: (1)希尔腐蚀液(铬酸腐蚀液) 先用CrO3与去离子水配成标准液: 标准液=50g CrO3+100g H2O 然后配成下列几种腐蚀液: A. 标准液:HF(40-42%)=2:1(慢速液) B. 标准液:HF(40-42%)=3:2(中速液) C. 标准液:HF(40-42%)=1:1(快速液) D. 标准液:HF(40-42%)=1:2(快速液) 一般常用的为配方C液,它们的化学反应过程为: Si+CrO3+8HF=H2SiF6+CrF2+3H2O (2)达希腐蚀液

单晶硅太阳能电池详细工艺

单晶硅太阳能电池 1.基本结构 2.太阳能电池片的化学清洗工艺 切片要求:①切割精度高、表面平行度高、翘曲度和厚度公差小。②断面完整性好,消除拉丝、刀痕和微裂纹。③提高成品率,缩小刀(钢丝)切缝,降低原材料损耗。④提高切割速度,实现自动化切割。 具体来说太阳能硅片表面沾污大致可分为三类: 1、有机杂质沾污:可通过有机试剂的溶解作用,结合兆声波清洗技术来去除。 2、颗粒沾污:运用物理的方法可采机械擦洗或兆声波清洗技术来去除粒径≥ 0.4 μm颗粒,利用兆声波可去除≥ 0.2 μm颗粒。 3、金属离子沾污:该污染必须采用化学的方法才能将其清洗掉。硅片表面金属杂质沾污又可分为两大类:(1)、沾污离子或原子通过吸附分散附着在硅片表面。(2)、带正电的金属离子得到电子后面附着(尤如“电镀”)到硅片表面。

1、用 H2O2作强氧化剂,使“电镀”附着到硅表面的金属离子氧化成金属,溶解在清洗液中或吸附在硅片表面。 2、用无害的小直径强正离子(如H+),一般用HCL作为H+的来源,替代吸附在硅片表面的金属离子,使其溶解于清洗液中,从而清除金属离子。 3、用大量去离子水进行超声波清洗,以排除溶液中的金属离子。 由于SC-1是H2O2和NH4OH的碱性溶液,通过H2O2的强氧化和NH4OH 的溶解作用,使有机物沾污变成水溶性化合物,随去离子水的冲洗而被排除;同时溶液具有强氧化性和络合性,能氧化Cr、Cu、Zn、Ag、Ni、Co、Ca、Fe、Mg等,使其变成高价离子,然后进一步与碱作用,生成可溶性络合物而随去离子水的冲洗而被去除。因此用SC-1液清洗抛光片既能去除有机沾污,亦能去除某些金属沾污。在使用SC-1液时结合使用兆声波来清洗可获得更好的清洗效果。 另外SC-2是H2O2和HCL的酸性溶液,具有极强的氧化性和络合性,能与氧化以前的金属作用生成盐随去离子水冲洗而被去除。被氧化的金属离子与CL-作用生成的可溶性络合物亦随去离子水冲洗而被去除。 3.太阳能电池片制作工艺流程图 具体的制作工艺说明 (1)切片:采用多线切割,将硅棒切割成正方形的硅片。 (2)清洗:用常规的硅片清洗方法清洗,然后用酸(或碱)溶液将 硅片表面切割损伤层除去30-50um。 (3)制备绒面:用碱溶液对硅片进行各向异性腐蚀在硅片表面制备 绒面。 (4)磷扩散:采用涂布源(或液态源,或固态氮化磷片状源)进行 扩散,制成PN+结,结深一般为0.3-0.5um。

无锡单晶硅项目投资分析报告

无锡单晶硅项目投资分析报告 规划设计/投资方案/产业运营

报告说明— 单晶硅产品自2015年开始逐步扩大市场份额。近年来,单晶组件在我国光伏组件出口总量中所占比例逐渐增加的趋势开始得到遏制,目前单晶多晶出口比例基本维持在6:4的比例,单晶组件仍占据大部分市场份额。从主要出口目的地国家的角度来看,出口日本、荷兰、澳大利亚的光伏组件以单晶居多,这些国家更偏向高效组件产品,我国单晶出口比例的上升与荷兰市场的开辟有着直接关系。巴西、印度则具有价格导向型市场的特征,以多晶组件占据大多数。 该单晶硅棒项目计划总投资13496.29万元,其中:固定资产投资11584.57万元,占项目总投资的85.84%;流动资金1911.72万元,占项目总投资的14.16%。 达产年营业收入14039.00万元,总成本费用11089.29万元,税金及附加225.42万元,利润总额2949.71万元,利税总额3581.99万元,税后净利润2212.28万元,达产年纳税总额1369.71万元;达产年投资利润率21.86%,投资利税率26.54%,投资回报率16.39%,全部投资回收期7.60年,提供就业职位303个。 从生产工艺来看,单多晶生产工艺差别主要体现在拉棒和铸锭环节,其中单晶硅棒工艺对设备、生产人员的要求严格,早期单晶硅片因长晶炉

投料量、生长速率、拉棒速度等方面技术不够成熟,生产成本居高不下,而多晶硅锭使用铸锭技术成本优势明显而占据主要市场份额。

目录 第一章概述 第二章项目建设单位 第三章项目建设必要性分析第四章项目市场调研 第五章建设规划 第六章项目选址可行性分析第七章项目工程方案分析第八章工艺说明 第九章项目环境影响分析第十章安全卫生 第十一章建设及运营风险分析第十二章项目节能方案分析第十三章实施安排 第十四章项目投资情况 第十五章经济效益 第十六章总结评价 第十七章项目招投标方案

单晶硅中可能出现的各种缺陷分析

单晶硅中可能出现的各种缺陷分析 缺陷,是对于晶体的周期性对称的破坏,使得实际的晶体偏离了理想晶体的晶体结构。在各种缺陷之中,有着多种分类方式,如果按照缺陷的维度,可以分为以下几种缺陷: 点缺陷:在晶体学中,点缺陷是指在三维尺度上都很小的,不超过几个原子直径的缺陷。其在三维尺寸均很小,只在某些位置发生,只影响邻近几个原子,有被称为零维缺陷。 线缺陷:线缺陷指二维尺度很小而们可以通过电镜等来对其进行观测。 面缺陷:面缺陷经常发生在两个不同相的界面上,或者同一晶体内部不同晶畴之间。界面两边都是周期排列点阵结构,而在界面处则出现了格点的错位。我们可以用光学显微镜观察面缺陷。 体缺陷:所谓体缺陷,是指在晶体中较大的尺寸范围内的晶格排列的不规则,比如包裹体、气泡、空洞等。 一、点缺陷 点缺陷包括空位、间隙原子和微缺陷等。 1、空位、间隙原子 点缺陷包括热点缺陷(本征点缺陷)和杂质点缺陷(非本征点缺陷)。 1.1热点缺陷 其中热点缺陷有两种基本形式:弗仑克尔缺陷和肖特基缺陷。单晶中空位和间隙原子在热平衡时的浓度与温度有关。温度愈高,平衡浓度愈大。高温生长

的硅单晶,在冷却过程中过饱和的间隙原子和空位要消失,其消失的途径是:空位和间隙原子相遇使复合消失;扩散到晶体表面消失;或扩散到位错区消失并引起位错攀移。间隙原子和空位目前尚无法观察。 1.2杂质点缺陷 A、替位杂质点缺陷,如硅晶体中的磷、硼、碳等杂质原子 B、间隙杂质点缺陷,如硅晶体中的氧等 1.3点缺陷之间相互作用 一个空位和一个间隙原子结合使空位和间隙原子同时湮灭(复合),两个空位形成双空位或空位团,间隙原子聚成团,热点缺陷和杂质点缺陷相互作用形成复杂的点缺陷复合体等。 2、微缺陷 2.1产生原因 如果晶体生长过程中冷却速度较快,饱和热点缺陷聚集或者他们与杂质的络合物凝聚而成间隙型位错环、位错环团及层错等。Cz硅单晶中的微缺陷,多数是各种形态的氧化物沉淀,它们是氧和碳等杂质,在晶体冷却过程中,通过均质成核和异质成核机理形成。 2.2微缺陷观察方法 1)择优化学腐蚀: 择优化学腐蚀后在横断面上呈均匀分布或组成各种形态的宏观漩涡花纹(漩涡缺陷)。宏观上,为一系列同心环或螺旋状的腐蚀图形,在显微镜下微缺陷的微观腐蚀形态为浅底腐蚀坑或腐蚀小丘(蝶形蚀坑)。在硅单晶的纵剖面上,微缺陷通常呈层状分布。 2)热氧化处理: 由于CZ硅单晶中的微缺陷,其应力场太小,往往需热氧化处理,使微缺陷缀饰长大或转化为氧化层错或小位错环后,才可用择优腐蚀方法显示。 3)扫描电子显微技术,X射线形貌技术,红外显微技术等方法。 2.3微缺陷结构

单晶硅片制作工艺流程

单晶硅电磁片生产工艺流程 ?1、硅片切割,材料准备: ?工业制作硅电池所用的单晶硅材料,一般采用坩锅直拉法制的太阳级单晶硅棒,原始的形状为圆柱形,然后切割成方形硅片(或多晶方形硅片),硅片的边长一般为10~15cm,厚度约200~350um,电阻率约1Ω.cm的p型(掺硼)。 ?2、去除损伤层: ?硅片在切割过程会产生大量的表面缺陷,这就会产生两个问题,首先表面的质量较差,另外这些表面缺陷会在电池制造过程中导致碎片增多。因此要将切割损伤层去除,一般采用碱或酸腐蚀,腐蚀的厚度约10um。 ? ? 3、制绒: ?制绒,就是把相对光滑的原材料硅片的表面通过酸或碱腐蚀,使其凸凹不平,变得粗糙,形成漫反射,减少直射到硅片表面的太阳能的损失。对于单晶硅来说一般采用NaOH加醇的方法腐蚀,利用单晶硅的各向异性腐蚀,在表面形成无数的金字塔结构,碱液的温度约80度,浓度约1~2%,腐蚀时间约15分钟。对于多晶来说,一般采用酸法腐蚀。 ? 4、扩散制结:

?扩散的目的在于形成PN结。普遍采用磷做n型掺杂。由于固态扩散需要很高的温度,因此在扩散前硅片表面的洁净非常重要,要求硅片在制绒后要进行清洗,即用酸来中和硅片表面的碱残留和金属杂质。 ? 5、边缘刻蚀、清洗: ?扩散过程中,在硅片的周边表面也形成了扩散层。周边扩散层使电池的上下电极形成短路环,必须将它除去。周边上存在任何微小的局部短路都会使电池并联电阻下降,以至成为废品。 目前,工业化生产用等离子干法腐蚀,在辉光放电条件下通过氟和氧交替对硅作用,去除含有扩散层的周边。 扩散后清洗的目的是去除扩散过程中形成的磷硅玻璃。 ? 6、沉积减反射层: ?沉积减反射层的目的在于减少表面反射,增加折射率。广泛使用PECVD淀积SiN ,由于PECVD淀积SiN时,不光是生长SiN 作为减反射膜,同时生成了大量的原子氢,这些氢原子能对多晶硅片具有表面钝化和体钝化的双重作用,可用于大批量生产。 ? 7、丝网印刷上下电极: ?电极的制备是太阳电池制备过程中一个至关重要的步骤,它不仅决定了发射区的结构,而且也决定了电池的串联电阻和电

干细胞库建设项目可行性研究报告

干细胞研究项目 二OO九年十一月十日

目录 内容提要 第1章总论....................................................... 11 §1.1 项目背景 ................................................ 11 §1.1.1 项目名称........................................... 11 §1.1.2 项目出资方及资本结构............................... 11 §1.1.3 项目拟建地点....................................... 11 §1.1.4 立项依据........................................... 11 §1.2 可行性研究结论 .......................................... 22 §1.2.1 市场预测和项目规模................................. 22 §1.2.2 公用系统供应.. (2) §1.2.3 项目地址 (102) §1.2.4 环境保护 (102) §1.2.5 组织及劳动定员 (113) §1.2.6 项目建设进度 (114) §1.2.7 投资估算和资金筹措 (114) §1.2.8 项目财务和经济评价 (124) §1.2.9 项目综合评价结论 (126) 第2章项目背景和发展概况 (137) §2.1 项目提出的背景 (137) §2.1.1 国家及行业发展规划 (137) §2.1.2 项目发起人和发起原因 (7) §2.2 项目发展概况 (148) §2.3 投资的必要性 (15) 第3章市场分析与营销方案 (1710) §3.1 市场调查 (1710) §3.2 市场预测 (11) §3.3 价格策略 (28) §3.4 销售收入预测 (13)

山东单晶硅项目可行性分析报告

山东单晶硅项目可行性分析报告 规划设计/投资方案/产业运营

报告说明— 单晶硅产品自2015年开始逐步扩大市场份额。近年来,单晶组件在我国光伏组件出口总量中所占比例逐渐增加的趋势开始得到遏制,目前单晶多晶出口比例基本维持在6:4的比例,单晶组件仍占据大部分市场份额。从主要出口目的地国家的角度来看,出口日本、荷兰、澳大利亚的光伏组件以单晶居多,这些国家更偏向高效组件产品,我国单晶出口比例的上升与荷兰市场的开辟有着直接关系。巴西、印度则具有价格导向型市场的特征,以多晶组件占据大多数。 该单晶硅棒项目计划总投资9444.36万元,其中:固定资产投资7250.97万元,占项目总投资的76.78%;流动资金2193.39万元,占项目总投资的23.22%。 达产年营业收入20559.00万元,总成本费用16074.99万元,税金及附加190.73万元,利润总额4484.01万元,利税总额5293.22万元,税后净利润3363.01万元,达产年纳税总额1930.21万元;达产年投资利润率47.48%,投资利税率56.05%,投资回报率35.61%,全部投资回收期4.31年,提供就业职位381个。 从生产工艺来看,单多晶生产工艺差别主要体现在拉棒和铸锭环节,其中单晶硅棒工艺对设备、生产人员的要求严格,早期单晶硅片因长晶炉

投料量、生长速率、拉棒速度等方面技术不够成熟,生产成本居高不下,而多晶硅锭使用铸锭技术成本优势明显而占据主要市场份额。

目录 第一章概论 第二章项目建设单位基本情况第三章建设背景 第四章项目市场空间分析 第五章产品规划及建设规模第六章选址可行性分析 第七章土建工程设计 第八章工艺分析 第九章项目环保分析 第十章安全卫生 第十一章风险评估 第十二章节能说明 第十三章计划安排 第十四章投资计划方案 第十五章经济效益可行性 第十六章项目综合评估 第十七章项目招投标方案

第三节硅单晶

第三节硅单晶 一、直拉硅单晶 1961年1月,上海有色金属研究所第三研究室组建直拉硅单晶研制组,从制作设备开始,制成华东地区第一台直拉硅单晶炉。8月26日拉出1根重30克的硅单晶,受到复旦大学谢希德教授的称赞。11月又试制成掺磷、电阻率1~10欧姆·厘米的硅单晶。 [硅单晶] 1961年12月,上海金属加工厂在国产直筒式直拉硅单晶炉上试拉单晶,翌年2月拉制出重36克硅单晶,最初液态硅易结晶,成晶困难,在内层保温罩上加一层钼片,状况改观,电阻率均匀性也有提高。 1964年10月,为研制百万次电子计算机需要,上海市冶金工业局、市科学技术委员会联合向上海有色金属研究所下达研制生产电阻率为0.025~0.03欧姆·厘米的重掺硼硅单晶。该所第四研究室组成研制组,采用充氩工艺,完成了20个品种,供上海元件五厂制作11伏和37.5伏稳压管,经试用性能满足要求。翌年3月市冶金工业局邀请有关专家鉴定,确认工艺稳定,质量可靠,用多种方法掺杂均获得满意结果,并成功地验证了美国贝尔电话公司发表的电阻率曲线,填补了国内空白。国家科委以《重掺硼单晶的科学研究》为题,印成500本单行本内部发行。 随后该所又研制成硅外延衬底用电阻率为0.001~0.009欧姆·厘米重掺砷硅单晶和电阻率为0.003~0.009欧姆·厘米重掺锑硅单晶。经该所硅外延组和中国科学院上海冶金研究所长期使用,质量稳定可靠,是理想的硅外延衬底材料。市科委硅外延领导小组确认该成果填补了国内空白,要求除该所继续生产外,总结经验移交上海金属加工厂生产。1965年,该厂生产的硅单晶头部有滑移线、小角度晶界等缺陷,总工程师葛涛组织有关人员专题研究,总结经验教训,采取“引晶细长,放肩圆滑,直径均匀,尾呈圆锥”的16字经验。并延长停炉时间,缺陷得到改善,位错密度在5×103个/平方厘米以下。1971年该厂在DJL-70硅单晶炉增加投料量试验,改进加热系统,扩大石墨器件尺寸,产量上升。1974年拉制出直径100毫米重5公斤硅单晶。为适应器件厂提高硅单晶的利用率的要求,1978年7月又首次拉制出符合质量要求的等直径硅单晶。 1970年,上海冶炼厂用直拉法制备硅单晶。为提高质量,1973年起采用偏心拉晶工艺,径向电阻率不均匀性小于20%,充氩减压工艺,降低氩气消耗

单晶硅太阳能电池制作工艺

. 单晶硅太阳能电池/DSSC/PERC技术 2015-10-20

单晶硅太阳能电池

2.太阳能电池片的化学清洗工艺切片要求:①切割精度高、表面平行度高、翘曲度和厚度公差小。②断面完整性好,消除拉丝、刀痕和微裂纹。③提高成品率,缩小刀(钢丝)切缝,降低原材料损耗。④提高切割速度,实现自动化切割。 具体来说太阳能硅片表面沾污大致可分为三类: 1、有机杂质沾污:可通过有机试剂的溶解作用,结合兆声波清洗技术来去除。 2、颗粒沾污:运用物理的方法可采机械擦洗或兆声波清洗技术来去除粒径≥0.4 μm颗粒,利用兆声波可去除≥0.2 μm颗粒. 3、金属离子沾污:该污染必须采用化学的方法才能将其清洗掉。硅片表面金属杂质沾污又可分为两大类:(1)、沾污离子或原子通过吸附分散附着在硅片表面。(2)、带正电的金属离子得到电子后面附着(尤如“电镀”)到硅片表面。 1、用H2O2作强氧化剂,使“电镀”附着到硅表面的金属离子氧化成金属,溶解在清洗液中或吸附在硅片表面 2、用无害的小直径强正离子(如H+),一般用HCL作为H+的来源,替代吸附在硅片表面的金属离子,使其溶解于清洗液中,从而清除金属离子。 3、用大量去离子水进行超声波清洗,以排除溶液中的金属离子。由于SC-1是H2O2和NH4OH的碱性溶液,通过H2O2的强氧化和NH4OH的溶解作用,使有机物沾污变成水溶性化合物,随去离子水的冲洗而被

排除;同时溶液具有强氧化性和络合性,能氧化Cr、Cu、Zn、Ag、Ni、Co、Ca、Fe、Mg等,使其变成高价离子,然后进一步与碱作用,生成可溶性络合物而随去离子水的冲洗而被去除。因此用SC-1液清洗抛光片既能去除有机沾污,亦能去除某些金属沾污。在使用SC-1液时结合使用兆声波来清洗可获得更好的清洗效果。另外SC-2是H2O2和HCL的酸性溶液,具有极强的氧化性和络合性,能与氧化以前的金属作用生成盐随去离子水冲洗而被去除。被氧化的金属离子与CL-作用生成的可溶性络合物亦随去离子水冲洗而被去除。 具体的制作工艺说明(1)切片:采用多线切割,将硅棒切割成正方形的硅片。(2)清洗:用常规的硅片清洗方法清洗,然后用酸(或碱)溶液将硅片表面切割损伤层除去30-50um。(3)制备绒面:用碱溶液对硅片进行各向异性腐蚀在硅片表面制备绒面。(4)磷扩散:采用涂布源(或液态源,或固态氮化磷片状源)进行扩散,制成PN+结,结深一般为0.3-0.5um。(5)周边刻蚀:扩散时在硅片周边表面形成的扩散层,会使电池上下电极短路,用掩蔽湿法腐蚀或等离子干法腐蚀去除周边扩散层。(6)去除背面PN+结。常用湿法腐蚀或磨片法除去背面PN+结。(7)制作上下电极:用真空蒸镀、化学镀镍或铝浆印刷烧结等工艺。先制作下电极,然后制作上电极。铝浆印刷是大量采用的工艺方法。(8)制作减反射膜:为了减少入反射损失,要在硅片表面上覆盖一层减反射膜。制作减反射膜的材料有MgF2 ,SiO2 ,Al2O3 ,SiO ,Si3N4 ,TiO2 ,Ta2O5等。工艺方法可用真空镀膜法、离子镀膜法,溅射法、印刷法、PECVD 法或喷涂法等。(9)烧结:将电池芯片烧结于镍或铜的底板上。(10)测试分档:按规定参数规范,测试分类。 生产电池片的工艺比较复杂,一般要经过硅片检测、表面制绒、扩散制结、

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