本文關(guān)鍵詞：300mm直拉單晶硅生長過程中熔體—坩堝邊界層的研究

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【摘要】：在光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展的今天,大直徑化必將成為單晶硅未來生產(chǎn)的趨勢之一。目前,以大規(guī)模集成電路為代表的半導(dǎo)體設(shè)備變得愈加完善,這對于直拉單晶硅的生長技術(shù)提出了更高的要求。因此,在大直徑單晶硅的制備過程中,研究氧的引入機理和控制方法以及嚴(yán)格控制硅單晶里的氧濃度分布,對于提高單晶質(zhì)量具有十分重要的現(xiàn)實意義。為此,基于理論突破和現(xiàn)實生產(chǎn)的需要,本文著重研究300mm大直徑直拉單晶硅生長過程中熔體內(nèi)熔體-坩堝邊界層的研究。由于熔體-坩堝邊界層不能直接測量,且試驗成本過高,因此本文采用數(shù)值模擬的研究方法,采用專業(yè)晶體生長軟件CGSim,系統(tǒng)地分析了堝轉(zhuǎn)和氬氣流速對熔體-坩堝邊界層、坩堝壁附近對流強度的影響。首次利用“切線法”擬合出熔體-坩堝邊界層具體厚度及演變過程,并通過多組對比試驗驗證熔體-坩堝邊界層取值方法—“切線法”的準(zhǔn)確性。最后通過對晶體氧含量、晶體應(yīng)力、固液界面高度、主加熱器功率的結(jié)果分析,確定最佳參數(shù)參數(shù),得到以下結(jié)論：(1)工藝參數(shù)的改變致使熔體內(nèi)部對流強度和對流的種類發(fā)生改變,而熔體-坩堝邊界層厚度和坩堝壁附近對流強弱有直接關(guān)系。(2)熔體-坩堝邊界層厚度較薄時,進入熔體內(nèi)部的氧增多,引入晶棒內(nèi)部的氧雜質(zhì)也隨之增多,致使晶體氧含量高,不利于晶體質(zhì)量。所以熔體-坩堝邊界層越厚越佳。(3)當(dāng)堝轉(zhuǎn)為11rpm、氬氣流速為0.9m/s時,晶體氧含量值較低,有益于生產(chǎn)高純度晶體；三相點處應(yīng)力值最低,有助于避免產(chǎn)生斷晶等缺陷；縱向溫度梯度最大,給予晶體充足的生長動力。所以為了得到高品質(zhì)的晶體,確定最佳堝轉(zhuǎn)值為11rpm、氬氣流速為0.9m/s。
【學(xué)位授予單位】：寧夏大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN304.12

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