多晶硅锭定向凝固生长方法概述.pptx

多晶硅锭定向凝固生长方法;实现多晶硅定向凝固生长的四种方法： 布里曼法 热交换法 电磁铸锭法 浇铸法;8.5.1 铸锭浇注法;8.5.1 铸锭浇注法;8.5.1 铸锭浇注法;8.5.1 铸锭浇注法;8.5.1 铸锭浇注法;8.5.1 铸锭浇注法;8.5.2 定向凝固法; 定向凝固柱状晶生长示意图; 多晶硅锭的柱状晶结构;一般来说，纯金属通过定向凝固，可获得平面前沿，即随着凝固进行，整个平面向前推进，但随着溶质浓度的提高，由平面前沿转到柱状。 对于金属，由于各表面自由能一样，生长的柱状晶取向直，无分叉??? 而硅由于是小平面相，不同晶面自由能不相同，表面自由能最低的晶面会优先生长，特别是由于杂质的存在，晶面吸附杂质改变了表面自由能，所以多晶硅柱状晶生长方向不如金属的直，且伴有分叉。 ;8.5.2 定向凝固法;布里曼法（Bridgeman Method） 这是一种经典的较早的定向凝固方法。 特点： 坩埚和热源在凝固开始时作相对位移，分液相区和凝固区，液相区和凝固区用隔热板隔开。 液固界面交界处的温度梯度必须>0，即dT/dx>0，温度梯度接近于常数。 ;长晶速度受工作台下移速度及冷却水流量控制，长晶速度接近于常数，长晶速度可以调节。 硅锭高度主要受设备及坩埚高度限制。 生长速度约0.8-1.0mm/分。 缺点：炉子结构比热交换法复杂，坩埚需升降且下降速度必须平稳，其次坩埚底部需水冷。 ; 坩埚 热源 硅液 隔热板 热开关 工作台 冷却水 固相 固液界面 液相 布里曼法示意图;热交换法 是目前国内生产厂家主要使用的一种炉型。 特点： 坩埚和热源在熔化及凝固整个过程中均无相对位移。一般在坩埚底部置一热开关，熔化时热开关关闭，起隔热作用；凝固开始时热开关打开，以增强坩埚底部散热强度。长晶速度受坩埚底部散热强度控制，如用水冷，则受冷却水流量（及进出水温差）所控制。;由于定向凝固只能是单方向热流（散热），径向（即坩埚侧向）不能散热，也即径向温度梯度趋于0，而坩埚和热源又静止不动，因此随着凝固的进行，热源也即热场温度（大于熔点温度）会逐步向上推移，同时又必须保证无径向热流，所以温场的控制与调节难度要大。 液固界面逐步向上推移，液固界面处温度梯度必须是正值，即大于0。但随着界面逐步向上推移，温度梯度逐步降低直至趋于0。 热交换法的长晶速度及温度梯度为变数。而且锭子高度受限制，要扩大容量只能是增加硅锭截面积。 最大优点是炉子结构简单。 ; 热源