定向凝固多晶硅锭夹杂分布研究学士学位论文 ㊣ 精品文档 值得下载

可得出各温度对应的值。

附录夹杂动力方程的详细推导过程如图所示，为铸锭凝固过程时的剖面图。

和分别为凝固区夹杂浓度熔融区夹杂浓度和整个铸锭的夹杂平均浓度。

假设凝固过程为定向凝固，铸锭总长度为，其横截面积为。

时刻前铸锭已凝固了的长度，在这时刻凝固了的长度。

则有图铸锭凝固时剖面图其中为夹杂在材料中的分凝系数。

在凝固的瞬间，被凝固的夹杂的质量为，则因铸锭夹杂总浓度为，且整个铸锭中总夹杂的量为总，则有总此时，熔体部分的夹杂浓度为，熔体内的夹杂量为，则有因为无限小，则可以认为，则表达式可以写成联立表达式和表达式得联立表达式和表达式得对表达式进行积分得总将表达式和表达式代入表达式得总即表面夹杂的富集比附录对实践生产提出的几个建议科学研究的目的在于探索自然规律，以解决重要的生产实践问题。

上述研究结论为实践生产中进步提纯硅锭和改进铸锭的切割工艺奠定了理论基础。

下文将以本次实验结论为依据，简单为实践生产提出了几个建议。

建议从赛维的生产中了解到，切割多晶硅铸锭时，首先会把其顶部几个毫米厚的硅锭切除，而这些被切除下来的表面层就成了废料，这也是由于表面层高度富集了夹杂而使其本身的各种性能严重下降。

上文在节中分析了多晶硅中部的夹杂产生原因有两种可能性种是夹杂产生并富集于表面，当颗粒长大后，会受到重力的作用而下沉到凝固表面第二种可能性是温度梯度的存在使熔区有定的对流，提供了夹杂下沉的动力。

因此可以通过切断碳源和氮源，使表面层不产生碳化硅和氮化硅还可以运用各种可能的手段去细化碳化硅和氮化硅的颗粒，和减小凝固方向的温度梯度使绝大部分或夹杂都富集于表面层，而最终降低了铸日本东京大学博士学位论文新材料在线，，赵春江太阳能建筑体化技术的发展和前景中国建设动态阳光能源，何颖，赵争鸣新疆光伏发电现状及发展对策能源工，李宏毅，李加季太阳能光伏发电技术及应用建筑创作，沈辉，梁宗存太阳能材料的研究和发展新材料产业，刘祖明，苏里曼特拉奥雷，王书荣等多孔硅多晶硅太阳电池研究云南师范大学学报，，林磊快速热处理对大直径直拉单晶硅中氧沉淀的影响浙江大学硕士学位论文，，，叶大伦，胡建华实用无机物热力学数据手册北京冶金出版社，赛维网杨树人，王宗昌，王兢半导体材料北京科学出版社胡赓祥，蔡珣材料科学基础上海交通大学出版社，致谢本论文是在导师教授的指导和帮助下完成的。

从论文的选题实验方案研究与进展和结果分析，都凝聚着教授的心血，在此谨向教授表示衷心的感谢。

教授的独创性思维方式严谨的科学态度使我受益非浅，为我树立了学习的榜样，并将成为激励我在以后的工作学习中进行探索进取的动力。

为此向教授致以敬意。

在实验的过程中还得到了和等老师的大力帮助和支持，在此特向各位老师表示感谢，同时还要特别感谢师兄，他为本论文的撰写提供了部分重要的数据，并给予了巨大的帮助和指导。

最后，还要感谢师姐同学，他们的热情鼓励以及经常的讨论，也使得本研究工作得以顺利进行，在此并向他们表示衷心的感谢。

锭中部的夹杂。

建议采用区域熔炼法熔炼多晶硅区域熔炼的原理是利用夹杂在基体的凝固态和熔融态中溶解度的差别。

从原理上说，正常凝固也能起到提纯作用，由于正常凝固是把整个合金熔化，就会破坏前次提纯的效果，因而在定程度上也不利于合金的提纯效果。

我们可以区域熔炼方法来克服这个困难，区域提纯示意图如图所示。

区域熔化通过固定的感应加热器来加热移动的棒状铸锭来实现。

区域熔炼方程为表达式表示了经过次区域熔炼后随凝固距离变化的固熔体质量浓度。

多次区域熔炼的定量方程已由不同作者导出，图是多次区域熔炼后溶质分布的示意图。

由图可知，当时，凝固前端部分的溶质不断降低，后端部分不断地在富集，这使因溶体经区域后的前端部分因溶质减少而得到提纯。

这种方法很适合多晶硅铸锭的提纯，硅锭经过多次区域提纯后，所有夹杂都图区域提纯示意图富集在了尾部薄层，从而保证了决大部分的硅锭的纯度需要。

多次区域提纯方法很简单，只要在图示意的装置中，相隔定距离平行地安上多个感应加热器，将需要提纯的棒状定向地慢慢水平移动即可。

建议考虑到中部铸锭难免有硬质夹杂存在，且生产中所用的切割丝的直径不能忽略，在实际生产中，浪费大量的原材料，因此可以建议用超细激光切割硅铸锭。

这样既可以降低提纯硅锭的成本，又减少大量的切割过程中由于切割丝直径所造成的资源让费。

图多次通过提纯示意图参考文献年世界太阳能产业发展研究年度报告杨健半导体硅材料生产工艺研究第八届全国铅锌冶金生产技术及产品应用学术年会论文集，刘凤伟半导体材料北京冶金工业出版社，严大洲我国多晶硅生产现状与发展有色金属，，于站良，马文会，戴永年等太阳能级硅制备新工艺研究进展轻金属年第期严大洲我国多晶硅生产现状与发展世界有色金属管丕恺，张臣半导体材料现状与发展中国集成电万群半导体硅材料的高速发展世界有色金属粱骏吾，周廉，阙端麟关于打破垄断政府主导多方向融资建设多晶硅工厂的建议中国工程院政策研究室编工程院院士建议，第六期总第期，年月日魏