电子束诱导定向凝固对硅中Fe杂质分凝的影响

作者：蒋健博; 黄以平; 李少林; 刘海浪; 彭治国; 谭毅^*

来源：材料导报, 2020, S2: 1173-1176.

• 电子束
• 定向凝固
• 多晶硅
• Fe杂质
• 分凝

定向凝固是去除硅中金属杂质的主要技术,利用杂质在硅中的分凝效应将其富集到最后凝固区域,杂质分凝效果取决于其在固液界面前沿传输的驱动力。然而,在传统的定向凝固技术中,由热梯度提供的驱动力有限,只能通过降低凝固速率或增加凝固次数实现杂质的深度去除。本研究利用电子束降束诱导的方式实现了硅的定向凝固,并考察了Fe杂质的提纯效果及影响机制。结果表明,在电子束诱导凝固条件下,Fe含量被降低到0.2×10-6(质量分数,下同)以下,其扩散层厚度为4.13×10-4m,比传统定向凝固的扩散层厚度小一个数量级,可以在较大的凝固速率下获得较好的提纯效果。电子束作用形成的大温度梯度强化了熔体对流,并且电子的定向迁移与杂质元素具有交互作用,增加了界面前沿杂质传输的驱动力。

• 单位
  桂林电子科技大学; 机电工程学院; 大连理工大学