无位错<110>直拉硅单晶的研究

本项目研究了直拉炉热场系统及拉晶工艺对拉制<110>无位错直拉硅单晶的影响。通过合理调整直拉炉热系统,大幅度提高拉晶速度、控制引晶直径和长度,采取控制放肩速度、增加单晶收尾长度及控制收尾单晶直径等技术手段成功拉制<110>无位错单晶。本项目研制的硅单晶适用于半导体和太阳能光电器件的制造,采用<110>晶向硅单晶制备的超薄—高效太阳能电池可获取较高的输电效率大大降低了材料成本。

对高温超导Ag基带再结晶织构的研究

通过对变形量为94.8%的Ag带在110℃不同时间下再结晶退火,并对其ODF和△ODF分析发现,Ag的再结晶是一个定向形核和长大的过程,再结晶时晶面基本保持不变,在晶面内晶向发生转动,分析可知在{023}面内{023}<301>取向首先转变为{023}<123>取向然后再转变成{023}<110>取向,在{110}面内,高斯、黄铜取向及{110}<311>取向不断减弱转变为{110}<110>取向,所以控制冷轧取向集中在{110}面上,可以获得取向更为集中的{110}<110>取向.

双轴织构银基带及YBCO薄膜的研究

研究了{110}<100>双轴织构银基带的制备工艺,通过冷轧及再结晶退火得到了较强的{110}<100>织构的银基带.并且进行了银基带的合金强化研究,在纯银中掺入一定比例(l%,3%,5%)的铜以提高其机械强度,分析了银铜合金的织构状态.在{100}<100>,{110}<211>,{012}<100>3种织构的银基带上用准分子激光(PLD)方法沉积YBCO高温超导薄膜,并证实了{110}织构的银基带适合YBCO薄膜的外延生长.

大直径<110>晶向直拉硅单晶的热场设计及工艺优化

目前所应用于各类半导体光电器件和高效太阳能电池的直拉硅单晶多为<111>及<100>晶向，但是特殊晶向的<110>硅单晶可制备出光电转换效率更高、材料成本更低的太阳能电池，但这种特殊晶向硅材料的制备存在着较大的困难，本文通过数值模拟与实际试验相结合进行热系统设计及工艺的优化，开发出一套热场分布合理、工艺稳定的适合<110>直拉硅单晶生长的热场结构及工艺。

交叉深沟槽硅外延的生长研究

随着先进半导体器件需求的不断提升,深沟槽硅外延已逐渐代替传统离子注入工艺成为器件开发的新方向,由于受晶向的影响,硅外延生长质量存在极大差异。通过<100>和<110>两种晶向硅片在交叉深沟槽中的外延生长,采用SEM和TEM分析了硅外延生长形貌和质量,运用TCAD模拟验证该结构下的外延生长机理,同时采用暗场扫描(DFI)和表面刻蚀方法检测硅片表面缺陷。结果表明硅晶向对交叉深沟槽外延的生长质量有重要影响,<100>硅片在交叉区域外延形成的{110}面和{111}面多,容易产生位错缺陷,而<110>硅片相比<100>硅片转向了45°,外延中形成的{110}面和{111}面减少了一半,从而外延质量改善明显。