單晶硅表面氧化處理電學(xué)性能評(píng)價(jià).pdf

1、能源危機(jī)的日益嚴(yán)重使得人們迫切地加大對(duì)新能源的開(kāi)發(fā)，太陽(yáng)能作為新能源的一種，以其廣泛的分布、使用安全可靠、無(wú)污染等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)得到了各國(guó)的廣泛重視和應(yīng)用。光伏發(fā)電作為太陽(yáng)能應(yīng)用領(lǐng)域的主要技術(shù)形式，是人們研究和探索的重中之重。然而用作太陽(yáng)能電池最主要原料的高純多晶硅材料卻存在嚴(yán)重的供料不足，無(wú)法填補(bǔ)太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)飛速發(fā)展帶來(lái)原料需求的缺口。冶金法作為一種有效的低成本、低能耗、低污染的制備高純多晶硅的方法，其最大的特點(diǎn)在于有針對(duì)性的對(duì)多晶硅中

2、的金屬雜質(zhì)、磷(P)雜質(zhì)和硼(B)雜質(zhì)進(jìn)行有效去除，最終將多晶硅純度提升到適用于太陽(yáng)電池發(fā)電要求的6N水平。對(duì)于金屬雜質(zhì)和P雜質(zhì)的去除已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展，各自具備了穩(wěn)定的工藝路線(xiàn)。對(duì)于冶金法去除多晶硅中B雜質(zhì)的研究非常多，但能達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)要求的方法還很欠缺，急需尋找一種穩(wěn)定可靠的去除B雜質(zhì)的方法，使冶金法走上大規(guī)模生產(chǎn)的道路。
　　本文采用不同的熱氧化參數(shù)制備二氧化硅膜，通過(guò)傅立葉變換紅外光譜儀、X射線(xiàn)衍射儀、光譜橢偏儀和掃描

3、電子顯微鏡分別對(duì)二氧化硅物相、結(jié)構(gòu)、膜厚和形貌進(jìn)行微觀分析。通過(guò)電阻率測(cè)試儀對(duì)硼雜質(zhì)去除效果進(jìn)行間接定性分析。在紅外檢測(cè)分析中，熱氧化樣品分別在800cm-1和1100cm-1位置處出現(xiàn)Si-O-Si鍵的對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)峰和非對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)峰，隨著熱氧化溫度的升高，二氧化硅膜中的氧硅原子比增加。熱氧化生成二氧化硅膜的厚度隨氧化溫度的升高和氧化時(shí)間的增加而增大。在本實(shí)驗(yàn)中，在1100℃下，氧化生長(zhǎng)6h，二氧化硅膜的厚度可達(dá)483.7nm。數(shù)據(jù)擬

4、合得出，氧化溫度為900℃時(shí)，拋物線(xiàn)氧化速率常數(shù)為4914.3nm2·h-1。氧化溫度越高，二氧化硅膜厚度越大，硼雜質(zhì)在界面處二氧化硅側(cè)的富集程度越高，除硼效果越好。結(jié)合界面處雜質(zhì)分凝理論，計(jì)算得到本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)下，氧化溫度為900℃時(shí)，硼雜質(zhì)的分凝系數(shù)為0.46。熱氧化樣品經(jīng)過(guò)電子束注入處理后，酸洗去除雜質(zhì)硼的效果增強(qiáng)。并且二氧化硅膜的厚度越大，增強(qiáng)效果越好。熱氧化樣品經(jīng)過(guò)惰性氣體保護(hù)下的熱處理后，二氧化硅膜中的缺陷狀態(tài)降低，酸洗去除雜質(zhì)