硅单晶

摘要： 直拉硅单晶的生长过程涉及多场多相耦合与复杂的物理化学变化,其中工艺参数的波动是导致晶体直径不均匀的重要原因,如何实现工艺参数的控制以获得理想的、均匀的晶体直径具有重要的研究意义。本文分析现有控制方法存在不稳定以及控制效果不佳的问题后,提出基于贝叶斯参数优化的无模型自适应控制模型来控制硅单晶生长过程中的晶体直径。首先以坩埚上升速度与加热器的功率作为控制输入参数,晶体直径作为输出,搭建无模型自适应控制模型,并分析算法的稳定性。其次将控制模型进行仿真实验,发现硅单晶直径控制模型中不同的超参数设定会影响控制过程的迭代次数以及控制效果。最后,利用贝叶斯优化超参数的取值范围,并进行最终的仿真实验,结果表明,经贝叶斯参数优化后的控制模型计算快、迭代次数少,输出的晶体直径稳定,同时将生长工艺参数控制在实际生产要求范围内。因此,基于贝叶斯参数优化的无模型自适应控制实现了硅单晶直径均匀稳定的有效控制,具有结合工程背景的实际应用前景。

摘要： 光伏产业的发展使得对硅材料的需求日益增加,同时硅单晶生产行业竞争也日趋激烈。作为生产硅单晶的重要装备,单晶炉的稳定性和可靠性关系到硅单晶生产效率的提升和成本的下降,因此其驱动系统的设计和优化成为装备制造的关键环节。本文以NVT-HG2000-V1型硅单晶生长炉的驱动系统为研究对象,用SolidWorks三维建模实现虚拟装配,采用ADAMS建立其动力学仿真模型,并对驱动系统的运动过程进行仿真模拟。采用控制变量法定量分析了铜套与升降轴的配合间隙及丝杠参数对驱动力和驱动力矩的影响规律,进而在提高硅单晶生长炉装备稳定性和可靠性方面给出合理的技术建议。结果表明,铜套与升降轴的配合间隙达到0.071 mm后能有效降低驱动系统运行所需驱动力矩,丝杠倾斜度、螺纹螺距与螺纹间摩擦系数的增大均会导致驱动系统运行所需力矩大幅增加。

摘要： 为加速太阳能光伏硅片(G 12)扩产,中环股份(002129.SZ)拟变更募资用途。5月25日晚间,中环股份公告披露,拟将原计划投入“集成电路用8-12英寸半导体硅片之生产线项目”中的剩余募集资金9.76亿元,全部用于年产30GW高纯太阳能超薄硅单晶材料智慧工厂项目(简称DW四期)。对此,中环股份解释称,一方面原项目实施主体自有资金较为充足,能够支撑项目正常建设运营。另一方面新募投项目“DW四期”项目在经济性、效益性等方面具备良好市场优势,且更符合目前行业、市场的变化及发展趋势。

摘要： 实验室简介山东省硅单晶半导体材料与技术重点实验室聚焦山东省八大发展战略和德州市“541”产业体系,由山东有研半导体材料有限公司、德州学院和山东有研艾斯半导体材料有限公司联合组建,打造“一基地,一研发中心,一学院”的融通创新模式。重点实验室以突破硅单晶半导体材料制造、大尺寸硅单晶加工和新型半导体创制等“卡脖子”技术为目标,凝练形成半导体晶体材料的制备、半导体晶片精密加工、半导体材料表征技术和半导体材料应用拓展四个研究方向。充分利用山东有研丰富的半导体硅材料产业化经验和发挥德州学院先进材料设计和应用研究优势,探索其在多个领域的应用,全面支撑我国半导体产业发展。

摘要： 人工晶体在光电信息现代科技发展中起着举足轻重的作用,一些晶体的出现具有划时代意义:如压电水晶及谐振器的出现开创了现代通信新时代;硅单晶及集成技术的成功把人类带入微电子及计算机时代;红宝石晶体首次实现激光输出,标志着光电子时代的来临。而中国在世界上声名显赫的晶体除了拥有自主知识产权的BBO、LBO、KBBF等“中国牌”晶体外,还有“全能”的非线性光学晶体——磷酸钛氧钾(KTiOPO,简称KTP)晶体。

摘要： 为实现对单晶参数的综合分析,指导单晶制备,迫切需要分析各单晶参数之间的关联性。采用统计分析方法,针对N轻掺P单晶进行了差异分析,发现寿命与电阻率呈显著负相关,旋涡情况与寿命、电阻率不均性相关性不显著。对N重掺As单晶进行了差异分析,发现单晶段部位与氧含量显著相关,氧含量与径向电阻率变化显著相关。

摘要： 林兰英,1928年2月7日出生于福建福田,是半导体材料科学家,中国科学院院士,中国科学院半导体研究所研究员。在锗单晶、硅单晶、砷化镓单晶和高纯锑化铟单晶和制备及性质等研究方面获得成果,其中砷化镓气相和液相外延单晶的纯度及电子迁移率,均曾达到国际先进水平。

摘要： “科技兴蒙”行动实施以来,通过加强科技创新供给,强化科技创新政策落地等方式推进技术创新,为赛罕区的重点产业发展增添了科技助力。赛罕区共有4个项目纳入“科技兴蒙”行动重点专项呼和浩特创建国家自主创新示范区项目中,涵盖硅单晶的研发与产业化、高品质大尺寸硅单晶研发与产业化、高性能新型碳纤维复合材料研究与业化、特种应用需求超大尺寸蓝宝石晶体(面板)开发和产业化,项目总投资18631.88万元,财政配套专项经费5230万元。

摘要： 阐述了硅单晶中非平衡载流子寿命与注入水平的函数关系以及少子寿命与复合寿命的区别,通过变光强测量得到一组寿命与注入水平的实测数据,用拟合法求得少子寿命及复合寿命与注入水平的函数曲线,所得结果与S-R-H理论模型相符。根据理论与实验成果,提出改进寿命测试一致性的方案,同时为发行少子寿命标准样品奠定了基础。

摘要： 阐述了硅单晶中非平衡载流子寿命与注入水平的函数关系以及少子寿命与复合寿命的区别,通过变光强测量得到一组寿命与注入水平的实测数据,用拟合法求得少子寿命及复合寿命与注入水平的函数曲线,所得结果与S-R-H理论模型相符.根据理论与实验成果,提出改进寿命测试一致性的方案,同时为发行少子寿命标准样品奠定了基础.

摘要： 为了提高硅单晶辐照生产能力,填补我国在大尺寸硅单晶辐照领域的空白,本文针对山民江试验堆(MJTR)堆芯特点开展大尺寸硅单晶辐照概念设计,从提高硅单晶辐照准确性、降低辐照不均匀性和提高硅单晶辐照生产效率出发,对辐照孔道结构及半自动化辐照生产工艺进行了设计,并对辐照期间的热工安全进行了评估.通过分析研究,完成了MJTR大尺寸硅辐照孔道结构及半自动化辐照工艺设计,为下一步辐照孔道扩孔改造及后续大尺寸硅辐照试验奠定了基础.

摘要： 在直拉法晶体生长中，晶体放肩过程的成败是晶体能够顺利进入等径生长阶段的关键。本文针对直拉硅单晶生长到放肩阶段屡次出现变晶的实验现象，采用理论分析和有限元数值模拟相结合的方法研究了晶体放肩过程中的温度分布、熔体热对流及与热量传递，解释了现象的成因并且指出改进的方法。通过对比试验，仿真计算的结果与硅单晶炉的测试结果相吻合。

摘要： 针对P型掺硼硅单晶电池的光致衰减问题，分析了光致衰减产生的原因及消除机理，提出了几种解决方案；分析了几种方案的可行性，选择了最经济、最方便的方案——用镓元素取代硼作为P型太阳能硅单晶的掺杂剂的拉晶方法，通过实验研制出4支掺镓硅单晶，掺镓硅单晶生长工艺：Cz法，导电类型：P型，晶向：，晶偏：<1°，电阻率：0.3～6 Ω·cm，断面不均匀率：Δρ不≤15%，直径：153～156 mm，少子寿命≥10 μs。硅晶片：125×125 mm，厚度（200±20）μm。经用户试用，掺镓硅单晶的光致衰减.1%，验证了掺镓硅单晶是一种高转换率、无衰减的硅单晶。

摘要： 本文研究了低衰减太阳电池硅单晶的几种制备方法，并比较各种方法对降低电池光致诱导衰减的效果，同时探讨了这些制备方法对硅片电阻率，太阳电池转化效率的影响。

摘要： 纯化石英坩埚所用高纯石英砂,改变其中Na、K元素的含量,研究了石英坩埚中Na、K元素含量的不同对硅单晶拉制的影响。结果表明,降低Na、K元素的含量有利于提高石英坩埚的软化点,增强石英坩埚的抗变型性,提高单晶的成品率。

摘要： 近年来，太阳电池工业的迅猛发展致使制备单晶硅的原材料供应十分紧张，加之大部分的硅单晶生产厂家是新参与者，不太了解硅的质量与太阳电池性能之间的关系，因而饥不择食地购入了大量的垃圾原料诸如：极低阻的重掺硅料；祸底料；薄镀膜片，彩片；电池废片等杂料，误认为可通过型号补偿以及化学物理法处理后，只要凑合太阳电池所需型号和电阻率的要求，拉成单晶，甚至连少子寿命都不测，就提供给用户制作太阳电池，必然造成电池的转换效率不高，不稳定，经光照后效率大为衰减的问题。鉴于此，本文介绍了高效率,无衰减太阳电池硅单晶的研制和电池性能的检测。

摘要： 单晶硅经电子辐照后,由于大量的辐照缺陷充当多数载流子的陷阱,使得电阻率增加,少子寿命下降.在随后的退火过程中,当退火温度不断升高,这些缺陷阱不断消失,晶体的导电能力也就不断恢复.实验表明750°C退火,少子寿命值出现一个低谷,此时电阻率也明显低于真实值,而且随着时间的延长,辐照样品电阻率不断下降,辐照剂量越高电阻率下降幅度越大,研究发现该温度下电阻率的下降与辐照相关联,是由辐照在硅中引入了施主态的缺陷造成.

摘要： 硅单晶是现代半导体和大规模集成电路的基础,但由于其为间接带隙半导体,发光效率很低,在光电子学领域中的应用受到一定的限制.1990年英国科学家Canham发现多孔硅在室温下具有强烈的光致发光效应,掀起了多孔硅的研究热潮.孔硅可以通过多种电化学技术制得,不同的技术和制备条件对多孔硅微结构和形貌会产生不同的影响.多孔硅因具有很多特殊性质而有着广泛的应用,可作光电子器件和光子器件,其它材料的载体,还可作热传感器和湿敏元件.但由于多孔硅微结构的均匀性和稳定性较难控制,使出其难以实现产业化的应用,同时多孔硅的形成机理和发光机理至今仍不清楚.针对上述问题,通过尝试采用不同的电化学技术来制备多孔硅,包括恒电流法,恒电压法和周期变化的电流法及周期性变化电压法.系统的考察了不同的制备技术对多孔硅生成和结构性能的影响,初步探讨了多孔硅微结构的形成机理.

摘要： 利用FEAMG-CZ软件模拟研究了cusp磁场对称面(定义为0高斯面)与熔体自由表面距离对直拉硅固液界面氧浓度分布的影响。结果表明：随着O高斯面的下移，熔体中的最小氧浓度降低，而固液界面的氧浓度却升高，且径向均匀性变差.分析表明，这与熔体自由表面处的Marangoni流有关，该流动受到抑制，利于熔体中氧的蒸发，从而在自由表面下获得更低氧浓度的熔体，但阻碍了自由表面下方低氧熔体往固液界面的输运.因此推断：当O高斯面位于熔体自由表面下某一位置时，固液界面氧浓度将达到最低(本模拟中位于Hm=0～0.0l1 m之间).

摘要： 利用FEAMG-CZ软件模拟研究了cusp磁场对称面(定义为0高斯面)与熔体自由表面距离对直拉硅固液界面氧浓度分布的影响。结果表明：随着O高斯面的下移，熔体中的最小氧浓度降低，而固液界面的氧浓度却升高，且径向均匀性变差.分析表明，这与熔体自由表面处的Marangoni流有关，该流动受到抑制，利于熔体中氧的蒸发，从而在自由表面下获得更低氧浓度的熔体，但阻碍了自由表面下方低氧熔体往固液界面的输运.因此推断：当O高斯面位于熔体自由表面下某一位置时，固液界面氧浓度将达到最低(本模拟中位于Hm=0～0.0l1 m之间).

摘要： 本发明提供一种碳化硅单晶，其中，存在位错线(21)贯通c面、同时巴尔格矢量(bv)至少具有c轴方向的成分的贯通位错(20)。贯通位错中，巴尔格矢量与位错线的朝向所形成的角度(θ1)大于0°且在40°以内的贯通位错的密度为300个/cm2以下，角度大于40°的贯通位错的密度为30个/cm2以下。

摘要： 本发明公开了一种单晶炉重锤、单晶炉、硅单晶的直拉方法及硅单晶。该单晶炉重锤包括重锤本体，设有籽晶连接端；遮挡片，靠近重锤本体的籽晶连接端固定设置在重锤本体上。该单晶炉重锤通过在重锤本体上设置遮挡片，能够有效减缓硅熔体表面的散热速度。散热速度的减缓能够降低硅熔体表面的径向温度梯度，进而降低硅熔体表面的热对流速度。热对流速度的降低能够减缓硅熔体对石英坩埚中氧原子的输送速度，这就使得硅单晶头部的氧含量有所下降，进而减少了硅单晶头部因氧原子而导致的各种缺陷，保证了硅单晶头部光电转换效率。

摘要： 在使用提拉装置制造硅单晶的硅单晶的制造方法中，将在提拉中被导入到提拉装置内的气体从形成在加热器（5）的背面上的中部排气口（16A）排气，所述提拉装置具备：腔室；设置在腔室内的石英坩堝（3A）；和加热器（5），其以将石英坩堝（3A）包围的方式配置，并将石英坩堝（3A）加热。

摘要： 本发明公开了一种半导体级硅单晶炉坩埚起吊装置及硅单晶炉。该起吊装置通过向下延伸的第三连杆围绕于坩埚托盘四周，且通过挂钩承载坩埚托盘并提拉出。第三连杆的打开与闭合操作均通过位于支架上的第一、第二连杆及十字转盘带动，第一、第二连杆及十字转盘不占用炉内空间，且能够较准确的控制第三连杆开合的角度，避免触碰炉壁。该坩埚起吊装置对炉内空间的占用很少，专用于硅单晶炉内坩埚与炉壁间隙较小的环境中。

摘要： 本发明提供一种碳化硅单晶，其中，存在位错线(21)贯通c面、同时巴尔格矢量(bv)至少具有c轴方向的成分的贯通位错(20)。贯通位错中，巴尔格矢量与位错线的朝向所形成的角度(θ1)大于0°且在40°以内的贯通位错的密度为300个/cm2以下，角度大于40°的贯通位错的密度为30个/cm2以下。

摘要： 本发明公开了一种单晶炉重锤、单晶炉、硅单晶的直拉方法及硅单晶。该单晶炉重锤包括重锤本体，设有籽晶连接端；遮挡片，靠近重锤本体的籽晶连接端固定设置在重锤本体上。该单晶炉重锤通过在重锤本体上设置遮挡片，能够有效减缓硅熔体表面的散热速度。散热速度的减缓能够降低硅熔体表面的径向温度梯度，进而降低硅熔体表面的热对流速度。热对流速度的降低能够减缓硅熔体对石英坩埚中氧原子的输送速度，这就使得硅单晶头部的氧含量有所下降，进而减少了硅单晶头部因氧原子而导致的各种缺陷，保证了硅单晶头部光电转换效率。

摘要： 本发明属于晶体生长技术领域，提供了一种碳化硅单晶生长方法及碳化硅单晶。其中，该方法包括选用设定粒径的碳化硅粉料作为碳化硅单晶生长的原料，均匀摊铺在加热容器底部，将碳化硅籽晶粘接在加热容器顶部；将加热容器放入单晶生长设备后，密封单晶生长设备，对单晶生长设备内部进行抽真空处理；对抽真空处理后的单晶生长设备的内部进行加热，向单晶生长设备内充入载气至预设生长压力，当加热至设定生长温度后，保温预设时间进行晶体生长；其中生长压力与碳化硅粉料粒度有关，粉料粒度越大，生长压力越小；当晶体生长完成后，对单晶生长设备的内部进行降温，向单晶生长设备内充入载气至预设冷却压力，自然冷却晶体，得到碳化硅单晶。

摘要： 提供能够得到使贯通位错等缺陷减少的碳化硅单晶的碳化硅单晶的制造方法及制造装置以及碳化硅单晶锭。得到使贯通位错等缺陷减少的碳化硅单晶。本发明的碳化硅单晶的制造方法为，通过将原料气体供给至配置有籽晶基板的反应容器内，并且将前述反应容器内加热至既定温度，使碳化硅单晶在前述籽晶基板的表面成长，其特征在于，具有第1工序和第2工序，在前述第1工序中，将前述反应容器内的温度控制成第1既定温度的状态，使碳化硅单晶在前述籽晶基板的表面成长，由此进行贯通位错的湮灭、或者贯通位错的合成，在前述第2工序中，在前述第1工序后将前述反应容器内的温度维持成第1既定温度的状态，由此使前述贯通位错的末端接近籽晶基板的表面。

摘要： 本发明公开了一种N型掺杂硅单晶的制备方法，利用直拉法，将熔体硅原始质量设为W3；熔体液面到达r弧形过渡区时的熔体硅的重量设为W2；熔体液面到达r弧形过渡区与底部R弧形区相交位置时的熔体硅的重量设为W1；在坩埚内剩余熔体硅的重量为1.5W2时，开启底部加热器S10；在剩余熔体硅的重量从1.5W2变化至W2的过程中，底部加热器S10的输出功率从主加热器S11输出功率的0％线性提升到主加热器S11输出功率的10％～15％；在剩余熔体硅的重量从W2变化至W1的过程中，底部加热器S10的输出功率由主加热器S11输出功率的10％～15％线性提升到主加热器S11输出功率的30％～35％，并保持到收尾完成。采用本发明的制备方法能够避免或延迟高掺杂浓度导致的组分过冷现象发生，维持晶体的无位错生长。

摘要： 本发明公开了一种大尺寸碳化硅单晶生长装置及其制备方法，利用主加热器和辅助加热器的配合，通过上下移动坩埚的位置，可以实现生长坩埚内温度场的局域化调整，精确控制坩埚原料内部最高温区位置始终能够接近于粉料表面区域，进而避免生长过程中因粉料内部温度过高而表面温度过低导致的原料表面石墨化和原料碳或碳化硅非晶颗粒对单晶生长质量的破坏，从而制得大尺寸、高质量的碳化硅单晶。