多晶硅真空定向凝固过程杂质富集和电阻率的模拟与实验研究

作者:张家豪; 马文会; 吕国强*
来源:昆明理工大学学报(自然科学版), 2023, 48(03): 25-31.
DOI:10.16112/j.cnki.53-1223/n.2023.03.421

摘要

采用全局瞬态多晶硅真空定向凝固多物理场模型,模拟分析了硅料在Marangoni效应下不同凝固阶段时,温度场、应力场对杂质富集及电阻率的影响,并通过实验研究了硅锭中Fe杂质的分凝、富集形态以及硅锭的电阻率的变化规律.研究结果表明:硅锭中的最大热应力随着凝固时间的增加从13.2 MPa逐渐增大至40.2 MPa,在坩埚内壁和坩埚底部存在较大应力.通过对下拉速率为10μm/s的样品进行成分分析和电学性能检测,得出Fe杂质在硅锭顶部富集且最高为2.619×10-3,电阻率为0.154Ω·cm,富集状态从最初的大三角块状转变成不规则条状大量存在,发现硅锭从4/6高度处电阻率急剧下降,电阻率骤降是由于此时杂质富集过高导致,Fe杂质为2.171×10-3,电阻率为0.216 2Ω·cm.

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