Effect of Nickel Contamination on Formation of Denuded Zone in Czochralski Silicon

研究了过渡族金属镍在快速热处理作用下对直拉单晶硅中洁净区形成的影响.实验结果发现:硅中魔幻洁净区(MDZ)形成后,氧沉淀及其诱生缺陷能有效地吸杂金属镍;而沾污金属镍的硅中,随后的快速热处理工艺不能形成MDZ,硅片近表面出现大量沉淀.采用传统的内吸杂工艺,镍沾污的次序对洁净区的形成没有影响.实验表明由于硅片表面形成的镍硅化合物的晶格常数比硅小,所以在硅片近表面产生高浓度的空位,导致近表面的氧依然能够在MDZ工艺中形成沉淀.     

退火条件对ZnO薄膜结构和光学性能的影响

采用溶胶-凝胶法在单晶硅Si(100)衬底上制备了ZnO薄膜,研究了退火温度对ZnO结构和光学性能的影响.实验发现,退火可以明显地改善ZnO薄膜的结构和光学性能.随着退火温度的升高,ZnO薄膜的晶粒增大,同时在室温下观察到明显的紫外发光现象,其紫外PL谱峰值变强,并有红移现象.     

T型发射区单晶硅太阳电池的输出特性研究

利用TCAD半导体器件仿真软件对具有T型发射区结构的单晶硅太阳电池进行了仿真研究。全面系统地分析了在不同衬底少子寿命情况下,不同T型发射区深度对太阳电池外量子效率、短路电流密度、开路电压、填充因子及转换效率的影响。仿真结果表明:采用T型发射区结构可在一定程度上提高常规均匀发射区太阳电池的电学性能;T型发射区结构对700~1200nm长波段入射光的外量子效率具有明显的改善作用;当衬底少子寿命一定时,太阳电池短路电流密度、填充因子均随T型发射区深度的增大而增大,而开路电压随T型发射区深度的增大而减小;当T型发射区深度大于80μm时,对于低衬底少子寿命的单晶硅太阳电池,T型发射区结构对其转换效率的改善效果最为显著。     

硅基双层复合自组装分子膜结构特性及其润湿行为的分子动力学模拟

用分子动力学方法模拟了单晶硅（Si）表面N-3-（三甲氧基硅烷基）丙基乙二胺（DA）-月桂酰氯（LA）（DA-LA）双层复合自组装分子膜（SAMs）的结构特性,得到膜层中DA和LA分子的最佳覆盖率及分布情况。进一步讨论了水滴在DA-LA双层复合SAMs表面的润湿过程,通过接触角和径向分布函数等参量对其润湿行为进行了分析。研究表明：DA分子在Si上覆盖率为50%、LA分子在DA自组装单分子膜（DA SAM）上接枝率为100%时,分子膜呈有序排布,体系能量最低,从分子角度揭示了Si表面覆盖致密SAMs的形成机制。当取最佳覆盖率体系进行润湿机制模拟时,DA-LA双层复合SAMs表面水滴接触角与实验值相似,表现出良好的疏水性。而DA SAM表面由于DA分子短而稀疏,暴露出底层更亲水的羟基分子,从而导致所得接触角较实验偏小;经测量及计算得出,羟基化Si表面自由能最高,表现出较强的亲水性;DA表面次之;DA-LA表面自由能最低,表现出良好的疏水性。进一步分析发现：羟基化Si表面、DA SAM表面与水滴间存在氢键,加强了表面的亲水性,而DA-LA双层复合SAMs表面与水滴间只存在弱范德华力,有利于表面呈现疏水性。     

单晶硅浓硼掺杂悬臂梁中残余应力的研究

单晶硅高浓度硼掺杂会导致晶格失配,从而引起一定的残余应力.为了估算残余应力的大小,研究了浓硼掺杂悬臂梁的形变曲线;分析了形变曲线与悬臂梁尺寸的关系,其中,悬臂梁长度对形变曲线无影响,而宽度越小,形变曲线越陡.通过对变形曲线的拟合,把形变曲线等效成为弯曲外力偶矩下的形变,从而估算出等效的残余应力大小,约为1×107Pa.     

电注入退火条件对铸造单晶硅PERC电池抗LID效应影响的研究

铸造单晶硅太阳电池由于性价比高,在晶硅太阳能市场占有越来越重要的地位。文章以B和Ga共掺杂的铸造单晶硅钝化发射和背面(PERC)电池为研究对象,采用现有工业生产的电注入退火方法,分别进行了260和180℃温度下的不同电注入条件退火处理和随后的光致衰减(LID)效应分析。分析表明:经180℃的电注入退火处理,电池效率的变化率为-0.64%,经60kW·h的光照后,电池效率比退火前降低了2.79%。而经过260℃的电注入退火处理后,电池效率提高1.12%,且经60kW·h的光照后,电池效率比退火前仅下降1.96%。这些结果说明,260℃的电注入退火条件更适用于铸造单晶硅电池的抗LID处理。     

单晶硅裂纹萌生的刻划深度研究

单晶硅作为典型的脆性材料,实现其塑性域去除加工的关键是使切削深度小于裂纹萌生切削深度.采用断裂强度理论,建立单晶硅刻划加工时的径向裂纹、中位裂纹和横向裂纹萌生刻划深度计算方法,计算得到裂纹萌生的刻划深度和划痕深度.设计高速刻划单晶硅的玻氏压头试验装置,并进行单晶硅片刻划试验,实测其径向裂纹萌生的划痕深度,其划痕深度计算...     

不同单晶硅衬底的多孔硅的拉曼和致发光谱研究

用拉曼谱和光致发光谱研究了不同掺杂类型和掺杂浓度的单晶硅衬底上制备的多孔硅（PS）。根据拉曼谱估计了不同衬底PS的硅残留体的尺寸，结果与其它实验的结论相符。把由拉曼谱得到的PS尺寸和由光致发光谱得到的PS荧光峰能量相对比，发现单纯的量子限制模型不能统一解释不同衬底PS的光发射现象。     

受主型杂质对p型单晶硅中少子衰减过程的影响

少子寿命测试技术是监控单晶硅中杂质和缺陷的数量及性质的重要技术手段.基于常规光电导少子寿命测试的基本参数,研究了不同性质的受主型杂质缺陷对太阳电池用p型单晶硅中少子衰减过程的影响,并重点分析了仅存在受主型电子陷阱或复合中心时,少子衰减过程的变化规律;受主型电子陷阱和复合中心并存时,少子衰减过程的变化规律.研究表明:p型单晶硅中仅存在电子陷阱或复合中心时,二者的密度和俘获截面越小,少子寿命越长,且二者均存在一个最小阈值;当二者并存时,少子电子的衰减过程可根据少子寿命值的不同分成不同的衰减区域.     

蒙特卡罗法单晶硅的腐蚀工艺表面微观形态仿真研究

讨论了基于蒙特卡罗法模拟各向异性腐蚀加工的微观表面形态的仿真方法. 应用台阶流动模型,分析了(h,k,l)晶面中(h+2,h,h), (h,1,1), (h+2,h+2,h)以及(h,h,1)晶面族上反应活跃的台阶部位原子的排列特征,结合微掩模的作用和定义方法,提出了通过限制各晶面族台阶部位广泛存在的一级、二级邻居数为(3,7)原子移除概率的方法来模拟快速反应区域的吸附抑制现象. 把上述内容应用于RPF函数对(100)面的凸起结构,(110)面的带状条纹以及(111)面的三角形凹陷微观结构进行了仿真计算,解释了腐蚀中微观形貌的特征和成因. 算法在3种基础晶面和高指数 (322) 晶面的计算结果能够很好地符合实验中观察到的表面形态微观特征,验证了方法的有效性.