关于硅材料的介绍.
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
多晶锭经过剖锭、倒角、切片后直接就可以上电池线作电 池。
头尾料 (从单晶棒上切下来的两头)
单晶的头尾料是可以回用的，但是对其回用是有选择的，回用 的次数是有限制的。
单晶的头部含有大量的间隙态的氧杂质，氧杂质形成氧沉淀可 以增强硅片的机械强度，但是也会影响硅片的电学参数。
而在尾部还有大量的金属杂质，金属杂质对少子寿命的影响很 大，金属杂质在能级的禁带中形成一个或者多个复合能级，成 为少子的复合中心，降低硅片的少子寿命。
谢谢大家！！！
多晶硅锭是利用定向凝固的系统（DSS）制成的，一般来 说熔化的硅会在一个存在温度梯度场中沿着温度降低的方 向凝固。其凝固的界面基本上平的，即晶粒是从底部一直 延伸到顶部的。这种方法的效率高，在相同的时间内，每 次的产出较单晶要3-5倍，而且对材料的要求也比较低。 因此目前的多晶片大部分是利用定向凝固的方法生产。
一般的利用方法是将其加工成分棒，然后再使用，但是这种材料的 加工成本较高，存在成本的问题。
IC抛光单晶硅片(晶圆)
IC的晶圆的来源：第一 不符合IC晶圆要求的硅片； 第二 部分工艺后的废片。
IC晶圆的利用率最高可达95%以上，利用超声腐蚀掉硅片表面的电路层、扩散层， 用纯水清洗，烘干后即可包装作为材料使用。这种的材料一般被用来拉制单晶， 因为本身IC级硅片的纯度就很高，这种硅片用做单晶的材料，可以得到较高质量 的单晶棒。
硅料放在石英坩埚中熔化，然后用一个籽晶伸到液面，熔体就会沿着籽晶的晶向进 行结晶，提拉籽晶，熔体就会长出来。然后缩颈，其目的是阻止位错向单晶中延伸。 接着放肩，等径过程。最后是收尾。这样就可以得到一根完整的单晶。这种单晶经 过切方、滚圆、切片就可以得到准方形硅片。
多晶硅锭
(一般是用浇铸工艺或定向凝固工艺生产的)
从纯度上讲：
1 金属硅 也称为冶金级硅。这种材料本身的纯度仅有2-3个“9”，并且 含有大量的B、P和金属杂质，这部分材料是不能归用太阳能和IC业的。
2 太阳能级硅 这部分材料的纯度在6个“9”以上，一般来说边皮、埚底、 还有IC的废晶圆、生长炉的粉状料均可以作为太阳能级硅的原料进行使 用。
3 IC级硅 IC级硅专指西门子法生产的块状多晶硅和硅烷法生产的高纯 粒状多晶硅。
硅材料类别及其用途
张光春
2007-07
硅材料的分类
从形态上讲分为： 1. 多晶硅棒/块(一般是用西门子工艺生产的) 2. 粒状多晶硅(使用流化床工艺) 3. 单晶硅棒(一般是用直拉工艺或区熔工艺生产的) 4. 多晶硅锭(一般是用浇铸工艺或定向凝固工艺生产的) 5. 头尾料(从单晶棒上切下来的两头) 6. 边皮料(从多晶锭上切下来的边皮) 7. 锅底料(拉制单晶硅棒结束时剩在石英坩埚内的硅料) 8. 硅粉(在还原炉中,未长在硅棒上的多晶硅) 9. IC抛光单晶硅片(晶圆) 10.太阳能电池用单晶硅片(准方型) 11. 太阳能电池用多晶硅片(方型) 12. 碎硅片(IC或半导体或太阳能电池生产中的废品) 从纯度上可以分为： • 金属硅 • 太阳能级硅 • IC级高纯多晶硅。
边皮料
(从多晶锭上切下来的边皮)
锅底料
(拉制单晶硅棒结束时剩在石英坩埚内的 硅料)
单晶的埚低还有较高浓度的C和金属杂质，回用的几率较小。
硅粉
(在还原炉中,未长在硅棒上的多晶硅)
多晶硅粉是在生长炉内附着在炉壁上的多晶硅，其纯度很高，但是 在有炉壁上取下、包装运输的过程中杂质很容易混进去，因此实际 使用的硅粉的硅度是比较低的，一般在6 “9”到8 “9”之间。这种材料 很蓬松，密度很低，而且在单晶/多晶设备抽真空的阶段，很容易 扬起来，粘到加热器和电极上，对设备的损坏较大。
太阳能电池用单晶硅片(准方型)
太阳能电池用多晶硅片(方型)
Βιβλιοθήκη Baidu
碎硅片
(IC或半导体或太阳能电池生产中的废品)
碎硅片从清洗的难度和成本看，是利用率比较差的材料，首先要手工分拣 这些硅片，按照不同的要求进行分拣，分拣后这些碎片再进行清洗。因为 在清洗的过程中难以清洗干净，不适合拉制单晶，这种材料大部分用于铸 多晶。 在分拣的过程很难保证重掺硅片或者N型片不混进去，因此这种材 料用来铸锭，很少用来拉单晶。
沉积速度太快导致的。整根多晶棒成“п”状，在净化车间敲碎后包装。
粒状多晶硅
(使用流化床工艺生产)
这种材料的生产方法叫“硅烷法”，其生产的颗粒直径在1-3mm之间，这种材料 的纯度也是很高的。一般用做多晶的原料，有的连续投料的单晶炉使用也是这种 材料。这种料的生常方法是通过将SiCl4和Si、 H2反应得到SiH4，SiH4在850℃ 左右分解得到的粒状多晶硅。
项目
N型电阻率， Ω·cm
P型电阻率， Ω·cm
碳浓度， atoms/c m3
N型少子寿 命，us
1级品 ≥300 ≥3000 ≥1.5*1016 ≥500
硅多晶等级 2级品 ≥200 ≥2000
≥2*1016
≥300
3级品 ≥100 ≥1000 ≥2*1016 ≥100
这种材料的表面很致密，但是会出现一些菜花状的凸起，这是因为温度过高，
多晶硅棒/块
(一般是用有西门子工艺生产)
多晶硅硅芯（硅芯外面沉积着一层多晶硅）
西门子法生产的多晶料大多应用到拉制IC级的单晶中。其纯度可达11 “9”。首先在还 原炉中得到冶金硅，然后和HCl反应合成SiHCl3，SiHCl3在氢化炉中被还原，沉积在 硅芯上（见上面的照片），得到棒状的多晶硅材料。下表是这种材料的一些参数：
这种料本身的表面积大，容易吸附杂质，和块状多晶硅料混合使用，提高装料的 重量。一般这种料用做的多晶的原料，掺些品质较差的料进行铸锭，可以提高材 料的利用率。
相对来说，这种材料比块状多晶的品质稍差一些。
对于太阳能行业，高纯块状多晶硅和粒状料都是很高的材料，属于一级料的范畴。
单晶硅棒
(是用直拉工艺或区熔工艺生产的)
头尾料 (从单晶棒上切下来的两头)
单晶的头尾料是可以回用的，但是对其回用是有选择的，回用 的次数是有限制的。
单晶的头部含有大量的间隙态的氧杂质，氧杂质形成氧沉淀可 以增强硅片的机械强度，但是也会影响硅片的电学参数。
而在尾部还有大量的金属杂质，金属杂质对少子寿命的影响很 大，金属杂质在能级的禁带中形成一个或者多个复合能级，成 为少子的复合中心，降低硅片的少子寿命。
谢谢大家！！！
多晶硅锭是利用定向凝固的系统（DSS）制成的，一般来 说熔化的硅会在一个存在温度梯度场中沿着温度降低的方 向凝固。其凝固的界面基本上平的，即晶粒是从底部一直 延伸到顶部的。这种方法的效率高，在相同的时间内，每 次的产出较单晶要3-5倍，而且对材料的要求也比较低。 因此目前的多晶片大部分是利用定向凝固的方法生产。
一般的利用方法是将其加工成分棒，然后再使用，但是这种材料的 加工成本较高，存在成本的问题。
IC抛光单晶硅片(晶圆)
IC的晶圆的来源：第一 不符合IC晶圆要求的硅片； 第二 部分工艺后的废片。
IC晶圆的利用率最高可达95%以上，利用超声腐蚀掉硅片表面的电路层、扩散层， 用纯水清洗，烘干后即可包装作为材料使用。这种的材料一般被用来拉制单晶， 因为本身IC级硅片的纯度就很高，这种硅片用做单晶的材料，可以得到较高质量 的单晶棒。
硅料放在石英坩埚中熔化，然后用一个籽晶伸到液面，熔体就会沿着籽晶的晶向进 行结晶，提拉籽晶，熔体就会长出来。然后缩颈，其目的是阻止位错向单晶中延伸。 接着放肩，等径过程。最后是收尾。这样就可以得到一根完整的单晶。这种单晶经 过切方、滚圆、切片就可以得到准方形硅片。
多晶硅锭
(一般是用浇铸工艺或定向凝固工艺生产的)
从纯度上讲：
1 金属硅 也称为冶金级硅。这种材料本身的纯度仅有2-3个“9”，并且 含有大量的B、P和金属杂质，这部分材料是不能归用太阳能和IC业的。
2 太阳能级硅 这部分材料的纯度在6个“9”以上，一般来说边皮、埚底、 还有IC的废晶圆、生长炉的粉状料均可以作为太阳能级硅的原料进行使 用。
3 IC级硅 IC级硅专指西门子法生产的块状多晶硅和硅烷法生产的高纯 粒状多晶硅。
硅材料类别及其用途
张光春
2007-07
硅材料的分类
从形态上讲分为： 1. 多晶硅棒/块(一般是用西门子工艺生产的) 2. 粒状多晶硅(使用流化床工艺) 3. 单晶硅棒(一般是用直拉工艺或区熔工艺生产的) 4. 多晶硅锭(一般是用浇铸工艺或定向凝固工艺生产的) 5. 头尾料(从单晶棒上切下来的两头) 6. 边皮料(从多晶锭上切下来的边皮) 7. 锅底料(拉制单晶硅棒结束时剩在石英坩埚内的硅料) 8. 硅粉(在还原炉中,未长在硅棒上的多晶硅) 9. IC抛光单晶硅片(晶圆) 10.太阳能电池用单晶硅片(准方型) 11. 太阳能电池用多晶硅片(方型) 12. 碎硅片(IC或半导体或太阳能电池生产中的废品) 从纯度上可以分为： • 金属硅 • 太阳能级硅 • IC级高纯多晶硅。
边皮料
(从多晶锭上切下来的边皮)
锅底料
(拉制单晶硅棒结束时剩在石英坩埚内的 硅料)
单晶的埚低还有较高浓度的C和金属杂质，回用的几率较小。
硅粉
(在还原炉中,未长在硅棒上的多晶硅)
多晶硅粉是在生长炉内附着在炉壁上的多晶硅，其纯度很高，但是 在有炉壁上取下、包装运输的过程中杂质很容易混进去，因此实际 使用的硅粉的硅度是比较低的，一般在6 “9”到8 “9”之间。这种材料 很蓬松，密度很低，而且在单晶/多晶设备抽真空的阶段，很容易 扬起来，粘到加热器和电极上，对设备的损坏较大。
太阳能电池用单晶硅片(准方型)
太阳能电池用多晶硅片(方型)
Βιβλιοθήκη Baidu
碎硅片
(IC或半导体或太阳能电池生产中的废品)
碎硅片从清洗的难度和成本看，是利用率比较差的材料，首先要手工分拣 这些硅片，按照不同的要求进行分拣，分拣后这些碎片再进行清洗。因为 在清洗的过程中难以清洗干净，不适合拉制单晶，这种材料大部分用于铸 多晶。 在分拣的过程很难保证重掺硅片或者N型片不混进去，因此这种材 料用来铸锭，很少用来拉单晶。
沉积速度太快导致的。整根多晶棒成“п”状，在净化车间敲碎后包装。
粒状多晶硅
(使用流化床工艺生产)
这种材料的生产方法叫“硅烷法”，其生产的颗粒直径在1-3mm之间，这种材料 的纯度也是很高的。一般用做多晶的原料，有的连续投料的单晶炉使用也是这种 材料。这种料的生常方法是通过将SiCl4和Si、 H2反应得到SiH4，SiH4在850℃ 左右分解得到的粒状多晶硅。
项目
N型电阻率， Ω·cm
P型电阻率， Ω·cm
碳浓度， atoms/c m3
N型少子寿 命，us
1级品 ≥300 ≥3000 ≥1.5*1016 ≥500
硅多晶等级 2级品 ≥200 ≥2000
≥2*1016
≥300
3级品 ≥100 ≥1000 ≥2*1016 ≥100
这种材料的表面很致密，但是会出现一些菜花状的凸起，这是因为温度过高，
多晶硅棒/块
(一般是用有西门子工艺生产)
多晶硅硅芯（硅芯外面沉积着一层多晶硅）
西门子法生产的多晶料大多应用到拉制IC级的单晶中。其纯度可达11 “9”。首先在还 原炉中得到冶金硅，然后和HCl反应合成SiHCl3，SiHCl3在氢化炉中被还原，沉积在 硅芯上（见上面的照片），得到棒状的多晶硅材料。下表是这种材料的一些参数：
这种料本身的表面积大，容易吸附杂质，和块状多晶硅料混合使用，提高装料的 重量。一般这种料用做的多晶的原料，掺些品质较差的料进行铸锭，可以提高材 料的利用率。
相对来说，这种材料比块状多晶的品质稍差一些。
对于太阳能行业，高纯块状多晶硅和粒状料都是很高的材料，属于一级料的范畴。
单晶硅棒
(是用直拉工艺或区熔工艺生产的)