丫丫學電池系列

丫丫學電池系列之直拉法與區(qū)熔法摘要：本篇丫丫向我們展示了何謂“帶著問題去學習”。丫丫在閱讀前輩總結(jié)的“太陽能級硅單晶切片產(chǎn)品規(guī)格”貼子時產(chǎn)生了疑問，最后在論壇高手的幫助下找到了答案。一、基本概念1、CZ直拉法（CZ）全稱Czochralski,是生產(chǎn)單晶硅棒最常用的工藝，將多晶體硅料放入坩堝中加熱熔化，待溫度合適后，經(jīng)過將籽晶浸入、熔接、引晶、放肩、轉(zhuǎn)肩、等徑、收尾等步驟，完成一根單晶錠的拉制。直拉法生產(chǎn)單晶硅棒示意圖2、區(qū)熔法

如果需要生長及高純度的硅單晶，其技術(shù)選擇是懸浮區(qū)熔提煉，該項技術(shù)一般不用于GaAs。區(qū)熔生長技術(shù)的基本特點是樣品的熔化部分是完全由固體部分支撐的，不需要坩堝。區(qū)熔法生產(chǎn)單晶硅棒示意圖Siliziumstab（曰nkriwt口Siliziumstab（曰nkriwt口I!）QudFzrohr———fl隔加Zode^O"SHiziumstab（polykristaHml3、各向異性晶體的各向異性即沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不盡相同，由此導致晶體在不同方向的物理化學特性也不同，這就是晶體的各向異性。晶體的各向異性具體表現(xiàn)在晶體不同方向上的彈性模量、硬度、斷裂抗力、屈服強度、熱膨脹系數(shù)、導熱性、電阻率、電位移矢量、電極化強度、磁化率和折射率等都是不同的。二、引發(fā)討論的原貼太陽能級硅單晶切片產(chǎn)品規(guī)格

單晶硅制備方法導電類型晶向摻雜劑位錯密度單晶硅制備方法導電類型晶向摻雜劑位錯密度（Nd）氧含量（02）碳含量（C）少數(shù)載流子壽命（Td）電阻率范圍（p）外觀準方型單晶片規(guī)格直徑邊長垂直度硅片厚度總厚度變化（TTV）線痕Warp/BowCZP<100>±3°BW3000/cm2Wl.0X1018/cm3W5.0X1017/cm3>10》s0.53Qcm36Qcm無裂紋，無硬傷125mmxl25mm±0.25mm150±0.25mm125±0.25mm90°±0.3°200±30|imW30》mW20》mW50》m三、答疑解惑丫丫閱讀原貼后提出了三個疑問，首先來看第一個。Q1：為啥制備法限定直拉法？不是說懸浮區(qū)熔法得到的棒子純度更高嗎？是因為成本問題嗎？兩種方法制得的硅棒成本比大概是多少呢？最佳回答（由“dg11510”提供）：區(qū)融法得到的是高純單晶硅，制備方法一般是將一根多晶硅棒懸浮區(qū)融，將雜質(zhì)趕到硅棒的另一側(cè)，這樣得到的是低雜質(zhì)濃度、更低缺陷的單晶硅。因為材料非常純，電阻值非常大，一般在變壓器中使用，是不會用作電池材料的。區(qū)融法的棒子非常貴，成本確實高。培養(yǎng)一個直拉法做單晶硅棒的人才一般需要3個月，區(qū)融法人才一年能培養(yǎng)出來就不錯了，設(shè)備也很貴，原料也貴。Q2：我知道晶體具有各向異性的特征，那么<100>±3。的晶向具有哪些物理性質(zhì)和化學性質(zhì)呢？或者干脆問100、110、111三種晶向的物理和化學性質(zhì)各有什么不同？最佳回答（由“dg11510”提供）：畫一個單晶硅晶胞，你會發(fā)現(xiàn)，不同晶向的原子面密度不一樣，化學鍵強度也不一樣，破壞所需要的能量也就不一樣。堿腐蝕就是利用不同晶向的化學鍵強度不同腐蝕的，俗話說柿子要撿軟的捏，一個道理，都是鍵強不同的結(jié)果。Q3：位錯密度定義為單位體積的晶體中位錯線的總長度。還有種說法是“位錯是一種特殊的很重要的晶體缺陷。其特點是圍繞著一根很長的線（相對于晶體來說），在一定范圍內(nèi)原子發(fā)生了有規(guī)律的錯動，都離開了他們原來的平衡位置，所以叫位錯。所謂位錯密度就是：在金屬晶體中的位錯是相當多的，通常以通過單位面積上的位錯線的根數(shù)來衡量，稱為位錯密度。在通常的退火情況下，一般金屬或合金中的位錯密度約為10000—10000000根/平方厘米，經(jīng)過冷加工后可增加至1000000000000—10000000000000根/平方厘米，而且位錯的組態(tài)也變得非常復(fù)雜，有時好像亂麻或亂發(fā)似的糾結(jié)在一起，稱之為位錯發(fā)團，其分布極不均勻?！蹦敲催@里的位錯密度的要求其意義何在？最佳回答（由“dg11510”