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氧碳杂质对太阳能级直拉单晶硅品质的影响
作者：王岩来源：《科学与信息化》2016年第18期
摘要在可持续发展理念提出后，社会各界开始关注环境问题。太阳能产业的发展速度随之增快，太阳能单晶硅得到了广泛的研究和开发。本文结合杂质元素氧、碳对太阳能直拉单晶硅的影响，对怎样控制氧碳生产进行了探讨。关键词太阳能；直拉单晶硅；氧碳杂质；探讨1氧碳杂质带来的影响11氧碳对太阳能级直拉单晶硅品质带来的影响在太阳能级直拉单晶硅生长期间，产生的各种杂质分凝系数存在很大差异，单晶硅棒中的杂质浓度可以根据规律与差异而定，尾部杂质浓度相对较大，头部杂质浓度相对较小1。在这期间，电阻率变化也以规律呈现，尾部电阻率相对较小，头部电阻率相对较大，局部电阻率也有不同的情况，但是都和杂质含量有直接关系。硅中的氧杂质分凝系数在127左右，根据杂质分布规律与单晶圆棒固液共存等情况，硅中杂质在分凝期间的顺序凝固，固相氧元素浓度明显超过液相浓度，这让单晶圆棒内部的氧元素逐渐减少。在结晶期间，受直拉单晶工艺中的晶转埚转要求影响，让单晶硅棒内部杂质以周边低、中心高的形式呈现。硅中碳杂质的分凝系数通常为007，基于固液并存的条件，液相中的碳含量相对较多，更多的分布于尾部，它的分布规律是中心浓度相对较小、边缘较高。而碳原子半径较小，则是晶格经常产生畸变的根本原因。12杂质对太阳能级直拉单晶硅后期产品的影响⑴氧杂质间隙氧在硅晶格中表现为电中性，故不影响硅片的电学性质，但由于硅单晶一般要经历各种温度的热处理，氧在硅中会与其他杂质和缺陷等作用形成具有电学活性的复合体等影响硅的性质，如氧在P型硅中与掺杂剂硼反应生成硼氧（BO）复合体，这是一种能导致晶体硅太阳电池在光照一段后效率大大衰减的缺陷；此外过量的氧在一定条件下可以形成氧沉淀，少量的氧沉淀可以提高硅片的机械性能，还可以作为内吸杂中心吸杂硅片中金属杂质，但过多的氧沉淀会引起硅片翘曲和破损，降低机械强度。此外将单晶硅进行300500℃处理时，尤其是450℃时，会产生与氧相关的热施主，大量的热施主会导致N型硅电阻率的下降，甚至可以使P型硅转化为N型硅；除了热施主之外，单晶硅在550850℃长时间下热处理（大于10h），还会生成一种与氧相关的新施主2。
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⑵碳杂质在周期表中，碳元素位于Ⅳ族，而在硅晶格中又以替代作用呈现是非电话性杂质，直拉单晶r