《電子束注入對多晶矽Si/SiO2界面處雜質硼遷移的影響研究》是依託大連理工大學,由譚毅擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：電子束注入對多晶矽Si/SiO2界面處雜質硼遷移的影響研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：譚毅
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
冶金法是低成本、節能環保的太陽能級多晶矽製備方法，但由於雜質硼在矽中的性質穩定，目前還沒有達到將硼去除到太陽能級矽要求的程度。硼在矽中的擴散速度遠大於在二氧化矽中的擴散速度，在Si/SiO2界面層處是以陽離子態存在的，並向界面層的SiO2中發生單向擴散行為，巨觀上具有分凝效應，分凝係數為0.3。根據硼的這一性質，本項目提出構架外電場和熱場將硼從矽中去除的方法，具體為將矽破碎成矽粒，並用熱氧化等手段製備易於吸引硼離子的PLD二氧化矽膜，由於該膜不導電，電子束髮射的電子富集在二氧化矽膜表面，增強了矽粒內部的自電場，使矽中的硼向二氧化矽中運動的趨勢加大，同時加溫，提供給硼原子擴散足夠的能量，使硼擴散到界面並進入二氧化矽層中，用氫氧化鈉去除二氧化矽層進而達到除硼的效果。本項目運用了交叉學科的背景知識，涉及了材料學、電學等相關領域，揭示了去除矽中硼的方法，為冶金法除硼提供必要的技術和理論支撐。
結題摘要
本項目採用電子束注入方法構建外電場和熱場將硼雜質從矽中去除，通過多種方法在矽粉、矽片等表面形成具有PLD型結構的二氧化矽薄膜，探索最優的製備工藝，在此基礎上通過電子束注入過程強化氧化膜吸除矽中硼雜質的能力，並探索其去除的機制。本研究得到了以下結果：（1）發現電子束注入方法可以有效去除矽粉中的金屬雜質和第Ⅲ族雜質，並揭示了其去除的規律。特別是過渡金屬雜質元素的去除率較大，雜質元素的平均去除率為20%，表明電子束注入產生的微電場和熱效應可促進矽中的雜質元素向二氧化矽膜中擴散而被去除；（2）通過熱氧化去除矽片中的硼雜質，明確了不同氧化參數與氧化膜厚度的關係，探究了矽片電阻率與硼雜質含量的關係，闡明了氧化膜厚度和氧化溫度與硼雜質去除效果的關係；（3）發現電子束注入方法可以強化氧化膜對矽中硼雜質的去除效果，評價了電子束注入後氧化膜形貌的變化以及矽片電阻率的變化，揭示了電子束注入去除矽片中硼雜質的微觀過程。
