氩气流速对400mm大直径磁场直拉单晶硅固液界面、热应力及氧含量的影响

摘要

大直径化是太阳能光伏用单晶硅发展的趋势之一。由于炉体结构的增大，炉内气体流场的变化对晶硅生长过程产生了一定的影响。本文采用CGSim晶体生长软件，系统分析了氩气进口流速对固液界面，热应力和晶体氧含量的影响。结果表明，随氩气流速的增加，固液界面高度逐渐下降，当氩气流速为中等范围时，固液界面波动最低，有利于提高拉晶过程的稳定性；另一方面，三相交界处热应力最大值随氩气流速的增加而降低，固液界面热应力波动幅度随氩气流速的增加而增加，综合两方面考虑，确定采用中等氩气流速（0．9—1．5m·s-1）工艺可有效避免断晶等缺陷的发生。同时，在中等氩气流速范围内，晶体中心处的氧含量下降至6．55×10^17m／cm3（氩气流速为1．5m·s-1时），与低氩气流速时相比，氧含量降低了18％。