区熔法拉制硅芯的生产工艺及质量控制

目前,多晶硅的主要生产工艺为改良西门子法,该工艺中硅芯作为硅沉积的载体,其品质对棒状硅的质量有着较大的影响。本文详细阐述了区熔法拉制的硅芯从拉制阶段直至装炉的全部工序,将其分为拉制阶段、机械加工阶段、清洗干燥阶段以及包装阶段四个阶段,并分阶段详细分析了各工序中影响硅芯质量的因素进行了探讨。

电子级多晶硅制备过程中的质量影响因素研究

电子级多晶硅是电子信息产业重要的基础材料,被广泛应用于集成电路、光伏电池、太阳能电池等领域。电子级多晶硅质量的高低直接影响到下游产品的性能和可靠性。因此,深入分析电子级多晶硅制备过程中的质量影响因素,对于提高产品质量和加快我国电子信息产业发展具有重要意义。基于此,本文首先概述了电子级多晶硅的发展与现状,并重点分析了影响电子级多晶硅质量的关键因素,以期为电子级多晶硅生产过程的控制和改进提供参考。

国内外电子级多晶硅技术发展现状及未来展望

本文主要分析阐述了多晶硅的不同生产工艺及其优缺点。目前生产电子级多晶硅的主要方法是改良西门子法,该方法在生产过程中能耗较大,污染多,大规模量产比较困难;另外,其它两种工艺是硅烷法和氯硅烷还原法,目前仅适用于太阳能级多晶硅制备,未来是否可以满足电子级多晶硅制备要求有待研究;应该看到,分析表明:若氯硅烷还原法可以制备出电子级多晶硅,那么氯硅烷还原法与改良西门子法相结合后的工艺不失为新一代生产电子级多晶硅的好方法。

硅原子层刻蚀流程的速率优化

随着半导体器件的关键尺寸缩减至纳米尺度,原子层刻蚀成为实现单原子分辨率的重要技术.由于原子层刻蚀通过解耦钝化与刻蚀两个自限性反应流程来实现对刻蚀材料的单层去除,存在刻蚀速率低的问题.基于此,本文通过耦合感性耦合等离子体放电腔室模型、鞘层模型和刻蚀槽模型,研究了在Ar/Cl2气体和Ar感性耦合等离子体放电条件下,硅的单次原子层刻蚀流程的最优时间,并与传统固定时间的原子层刻蚀沟槽进行了对比,还研究了不同深宽比下原子层刻蚀循环的时间变化规律.结果表明,当钝化过程为表面SiCl2的比例最高时,单次原子层刻蚀循环的时间最短,且表面质量较好,多原子层刻蚀循环的刻蚀效率有较大提升;此外,随着深宽比的增加,原子层刻蚀中的钝化和刻蚀时间随之增加,理想条件下呈线性关系.

激光晶化形成纳米硅基电致发光材料及其性质研究

为实现基于硅基材料的高效光源,提出激光晶化形成纳米硅基电致发光材料性能研究,来明确了激光晶化形成纳米硅基电致发光材料的基本性能。主要以选择的纳米硅基电致发光材料作为研究对象,首先采用激光晶化技术完成制备工作,其次设计对电致发光材料性能计算方法,最后设计吸收光谱、固态与薄膜态量子产量、发光寿命、发光率四方面的测定环节,依此对晶化处理和未晶化的两个样本进行电致发光材料测定。结果表明:晶化后的电致发光材料中存在尺寸可控的纳米硅量子,且当氧气量充足时,晶化后的致电发光材料的硅粒子产出量会逐渐增加;光学带隙要比原始沉积样本要小,且当精光密度增加时光学带隙发生进一步缩减;晶化后的样本发光寿命有、无氧两种状态均为1200 ns,发光率可达到99%。以上结果说明激光晶化形成纳米硅基电致发光材料性能优越,具有较强的发展潜力。以期可为日后的纳米硅基电致发光材料研究与制作过程中提供理论支撑,在此基础上制备出性能更加优异的电致发光材料。

电子级多晶硅的清洗液选择

对于电子级多晶硅产品而言,其质量判断的关键在于材料表面金属杂质含量情况。就目前来看,当前电子级多晶硅为去除附着在表面的金属杂质,一般都采取以酸为主的清洗工序。通过妥善选择清洗液来控制电子级多晶硅表面金属杂质含量,以提升产品质量。基于此,本文就围绕电子级多晶硅,对其清洗液选择展开重点探讨,并分析影响电子级多晶硅清洗质量的因素,以供参考。

微结构传感器的激光制造技术研究进展

微结构传感器是具有以微尺度结构作为敏感单元,能将外界物理、化学、生物信号转化为电信号的传感器,已广泛应用于智能机器人、健康监控、虚拟电子等领域。目前,微结构传感器的制造方法主要有激光制造技术、MEMS技术和3D打印技术等。激光制造技术是将高能光子束聚焦到被加工物上,使激光与物质相互作用的一种绿色加工方法,主要包括激光烧蚀、激光直写、激光诱导和激光-倒模复合加工等,具有非接触式加工、无掩膜版、可定制化制造等优势,通过优化激光加工工艺参数,可以实现不同尺寸和形状微结构的高效低成本制造。本文对微结构的类型、功能及制造技术进行了概述,同时对激光制造技术制备的微结构传感器进行了归纳分类,详细分析了生物电传感器、温度传感器以及压力传感器的制造技术及应用,最后对微结构传感器激光制造技术的发展趋势进行了总结与展望。

硅半导体太阳能电池进展

太阳能电池是将太阳能直接转化为电能的装置,也是有效利用太阳能最佳途径之一。作为一种绿色能源,尤其是在核电安全问题面临挑战的今天,太阳能电池被认为是解决能源衰竭和环境污染等一系列重大问题的最佳选择。目前,许多国家正在制订中长期太阳能开发计划,准备在21世纪大规模开发太阳能。当前研究最多同时在生产应用的最广泛的当数硅太阳能电池(如单晶硅、多晶硅、非晶硅等)。通过对各类硅太阳能电池的性能、工艺、转化效率以及制备方法等方面作比较并讨论了它们各自性能的优劣,最后结合当前国内外工业化生产状况,对硅太阳能电池研究现状和各自的最新进展作了比较详细的综述,并简要讨论了硅太阳能电池研究和生产上的前景及趋势。

金纳米粒子在平整硅基表面上的组装

采用水相硅烷化方法 ,将3 氨基丙基 三甲氧基硅烷(APS)组装在湿化学法处理的单晶硅表面上.接触角、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)表征结果显示得到了平整均匀的具有氨基表面的自组装膜.SEM观察表明 ,16nm的金纳米粒子可以在上述氨基表面上形成均匀的亚单层排布 ,得到具有Au纳米粒子/APS/Si形式的纳米复合结构 ,进一步的处理可以使金纳米粒子在表面上的排列由随机趋于有序化.

直拉单晶硅生长中的碳污染

直拉单晶硅主要应用于微电子集成电路和太阳能电池方面。碳的污染可通过形成碳诱导缺陷导致硅晶片退化。因此,本文聚焦硅晶体生长过程,探索碳迁移机制和减少碳污染的方法。坩埚和基座之间的接触反应是一氧化硅和一氧化碳的来源。在熔炼过程中,硅原料中碳元素的积累取决于一氧化碳的反向扩散。有边界的气体流动可以抑制反扩散,并且增加气体流量可以比降低压力更有效地减少熔体中的碳积累。根据碳污染的积累机制,总结了减少碳生成和掺入的策略,比如通过降低一氧化碳生成速率、减少持续时间、增加气体流速、应用碳化硅涂层等减少碳污染。

单晶硅片的低温抛光技术

介绍了一种光学材料抛光新技术——低温抛光技术。首先把抛光液冷冻成低温抛光模层，并对单晶硅片做抛光实验，实验结果表明这是一种很好的光学材料抛光方法。

氢化非晶硅(a-Si∶H)薄膜稳定性的研究进展

氢化非晶硅(a-Si∶H)是一种重要的光敏感薄膜材料,其稳定性的好坏是决定能否应用于器件的重要因素之一。介绍了a-Si∶H薄膜稳定性的研究进展,论述了a-Si∶H薄膜的稳定性与Si-Si弱键的关系,分析了光致衰退效应(S-W效应)产生的几种机理,提出了在薄膜制备和后处理过程中消除或减少Si-Si弱键以提高a-Si∶H薄膜稳定性的方法。

用丝网印刷技术制备薄膜微电极的方法研究

对丝网印刷术在微电极制备方面的应用作了系统和详尽的描述,对绷网、制阳图底板、涂布感光胶、晒网、显影、坚膜、印刷等印制各步骤中所需注意事项和技巧作了总结。考察了标记方式、曝光时间、显影时间等的影响,并在优化条件下制成了微电极。用1mmol/L铁氰化钾在微电极上进行循环伏安扫描实验。结果表明,所制得的微电极条具有良好的电化学性能。用此方法可大批量制得廉价的适用于电化学研究和应用的微电极条。

制备参数和退火对激光诱导化学汽相沉积合成纳米硅的粒径和红外光谱的影响

用激光诱导化学汽相沉积 (LICVD)法制备纳米硅 ,发现 :激光强度存在低限阈值 ,SiH4的流速存在着高限阈值 ,二者正相关 ,以维持SiH4 裂解所需的高温。为了使纳米硅粒小而均匀 ,应加大激光强度 ,并相应加快SiH4 的流速 ,以提高纳米硅粒的成核率 ,减少每一个纳米硅核所吸收的硅原子数 ,并缩短每一个纳米硅核的生长期。纳米硅制取后退火脱H ,纳米硅的红外吸收光谱发生变化 :4条特征吸收带的位置、强度和形状各有改变。这是因为纳米硅的表面积很大 ,表面氧化使组态改变。为了减轻这样的氧化 ,纳米硅应在Ar气氛中而不是在空气中退火 ,并且开始退火的温度低于 30 0℃。

直接键合硅片的亲水处理及其表征

硅片直接键合（ＳＤＢ） 技术的关键在于硅片表面的亲水处理， 本文分析了亲水处理之微观机理。从界（表） 面物理化学角度讨论了接触角对硅片表面亲水性的表征及其准确测量方法，

硅单晶片研磨液的研究

论述了研磨液在硅单晶片加工中所起的重要作用以及当今国内外研磨液的发展状况 ,通过实验研究有效地解决了目前研磨液存在的悬浮、金属离子的去除及表面颗粒吸附问题 ,并对研磨液的污染及其净化处理进行了分析。

热氧化法钝化硅片的少数载流子寿命

用高频光电导衰减法 (PCD)研究了热氧化钝化对直拉硅少子寿命的影响 .在 70 0～ 110 0℃范围热氧化不同时间 (0 .5～ 4 h)对直拉硅片表面进行钝化 ,实验结果表明 ,在 10 0 0℃下热氧化对硅片表面钝化的效果最好 ;而且发现热氧化 1.5 h后硅片的少子寿命值达到最大值 ,接近于其真实值 ,而随着热氧化时间的延长 (>1.5 h)少子寿命将会降低 ,这是由于直拉硅中过饱和的氧会沉淀下来形成氧沉淀 ,成为新的少子复合中心 .

脉冲激光退火纳米碳化硅的光致发光

采用XeCl准分子脉冲激光退火技术制备了纳米晶态碳化硅薄膜(nc -SiC) ,并对薄膜的光致发光(PL)特性进行了分析。结果表明,纳米SiC薄膜的光致发光表现为30 0～6 0 0nm范围内的较宽发光谱带,随退火激光能量密度的增加,nc- SiC薄膜398nm附近的发光峰相对强度增加,而4 70nm附近发光峰相对减小。根据nc SiC薄膜的结构特性变化,认为这两个发光峰分别来源于6H -SiC导带到价带间的复合发光和缺陷态发光,并且这两种发光过程存在竞争。

300mm硅片双面抛光过程数学模拟及分析

建立了双面抛光过程中硅片表面上的一点相对于抛光布的运动模型;利用数学软件,模拟出不同速度下的运动轨迹。轨迹和实验结果表明,在其他双面抛光工艺不变的情况下,改变抛光机四个部分的转速,对硅片表面的平整度有很大的影响,特别是边缘部分的局部平整度。优化四个转速,可以显著改善300mm硅片表面的平整度和局部平整度。

硅材料湿法提纯理论分析及工艺优化

介绍了中等规模太阳级硅粉的湿法提纯工艺，就硅粉回收率、硅粒尺寸及酸洗液浓度等重要工艺参数对杂质含量及提纯成本的影响进行了分析。讨论了高浓度酸萃取时“钝化现象”的机理并修正了理论模型。根据理论分析与实验数据进行工艺优化，为大规模湿法提纯太阳级硅材料提供了重要依据。