数值模拟自然对流对直拉单晶硅的影响

在直拉单晶硅生长的过程中,自然对流对晶体界面的形状、温度场及应力分布影响很大。本文采用二维模型对熔体内自然对流对单晶硅的影响作了数值模拟,在低雷诺数时采用层流模型,高雷诺数时采用紊流模型,Gr的变化范围从3×106到3×1010,这样涵盖了从小尺寸到大尺寸的直拉单晶硅生长系统。数值结果表明熔体的流动状态不仅与熔体的Gr有关,还与熔体高度和坩埚半径的比值密切相关。当Gr>108时,熔体内确实存在紊流现象,层流模型不再适合,随着Gr的增大,紊流现象加剧,轴心处的等温线变得更为陡峭,不利于晶体生长。     

铜沉淀对直拉硅单晶中洁净区形成的影响

研究普通热处理和快速热处理工艺下直拉单晶硅中过渡族金属铜杂质对洁净区生成的影响. 通过腐蚀和光学显微镜研究发现,常规高-低-高三步洁净区生成热处理样品中, 第一步高温热处理前对样品铜沾污,样品中没有洁净区生成,高密度的铜沉淀布满了样品整个截面. 而第二步、第三步热处理过程中引入铜杂质不影响洁净区的生成. 研究表明,高温热处理过程中生成的铜沉淀不能溶解是导致洁净区不能形成的最主要原因. 另外,由于不同温度下热处理,导致引入铜杂质的平衡浓度不同,会在一定程度上影响洁净区的厚度. 对于快速热处理样品,可以得到相似的结果. 关键词： 直拉单晶硅 铜沉淀 洁净区     

紊流模型模拟分析旋转对提拉大直径单晶硅的影响

本文采用紊流模型对提拉大直径单晶硅时,对晶体旋转、坩埚旋转及二者共同作用三种情况下,熔体内的流线、等温线、氧的浓度分布、紊流粘性系数、紊动能等作了数值模拟,发现晶体的旋转能提高氧的径向均匀性,紊流粘性系数和紊动能随着坩埚转速的提高先增加后下降.晶体坩埚同时旋转时并不能有效降低紊流粘性系数,但能使子午面上的流动受到抑制,等温线更为平坦,有利于晶体生长.     

高拉速对?300 mm单晶硅点缺陷分布及生产能耗的影响

大尺寸直拉单晶硅的“增效降本”是当前光伏企业急需解决的问题。本文采用有限元体积法对?300 mm直拉单晶硅生长过程分别进行稳态和非稳态全局模拟，研究提高拉晶速率对直拉单晶硅生长过程中的固液界面、点缺陷分布以及生长能耗的影响。结果表明：拉晶速率提高为1.6 mm/min时固液界面的偏移量为33 mm,不会影响晶体的稳定生长；拉晶速率对晶体中点缺陷的分布起决定性作用，提高拉晶速率不仅能降低自间隙点缺陷的浓度，而且使晶棒内V/G始终高于临界值；且拉晶速率对功率消耗影响较大，提高拉晶速率后晶体生长时间减少了46.4%,单根晶体生长消耗功率降低了约4.97%。优化和控制适宜的拉晶速率有利于低成本地生长特定点缺陷分布甚至无点缺陷单晶硅，为提高大尺寸直拉单晶硅质量、降低生产能耗提供一定的理论支持。     

基于M IC的Cz单晶硅放肩阶段关键特征参数辨识

直拉单晶硅生长过程中放肩阶段常由于断棱的出现导致无法顺利进入等径生长.为研究影响断棱的关键特征参数,提出采用最大互信息系数法(MIC)辨识直拉单晶硅放肩阶段关键特征参数.分别采用最大互信息系数法(MIC)、层次分析法(AHP)计算特征参数与放肩断棱的相关系数,按照降序依次提取前k项直至全部特征参数作为输入参数,在逻辑斯蒂回归模型进行放肩断棱预测评估.结果表明,采用MIC提取特征参数的前13项特征作为输入参数时,模型的准确度最高;且采用MIC法在预测精度上优于AHP法.     

直拉单晶硅中洁净区形成后铜沉淀行为的研究

本文研究了直拉单晶硅中形成洁净区后过渡族金属杂质铜的沉淀行为. 样品经过高低高三步常规热处理形成洁净区后, 在不同温度下引入杂质铜, 然后对样品分别进行普通热处理和快速热处理, 通过腐蚀和光学显微镜研究发现, 在700 ℃引入铜杂质后经过普通热处理和快速热处理都不会破坏洁净区, 在900 ℃和1100 ℃引入铜杂质后经过普通热处理不会破坏洁净区, 而经过快速热处理会破坏洁净区. 研究表明, 快速热处理可以使硅片体内产生大量的空位, 空位的外扩散是破坏洁净区的主要原因. 关键词： 直拉单晶硅 铜沉淀 洁净区     

热屏位置影响直拉单晶硅熔体和固液界面的模拟

为了研究热屏位置对于直拉单晶硅的熔体和固液界面的影响,采用CGSim有限元软件对φ200 mm直拉单晶硅生长过程进行了模拟,结果表明,随着热屏底端位置上升(或径向内移),熔体自由表面及其邻近区域的温度下降;随着热屏底端位置径向内移,位于两个大涡胞之间的较小涡胞强度增大且移向熔体液面深处;热屏位置上升或径向外移均会使固液界面上凸程度增大,这主要归因于晶体热场的相应变化.