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1、关于单晶电阻率判定的建议关于直拉硅单晶电阻率判定标准的建议 一、 氧施主的理论分析 氧是硅中的最主要杂质之一，在硅熔点处，最大溶解度为2.7510cm。18-3氧直拉硅单晶的氧主要来源于石英埚，氧杂质在低温热处理时，会产生施主效应，使得P型硅晶体的电阻率变大，N型硅晶体的电阻率变小。施主效应严重时，能使P型硅晶体转化为N型，这就是氧的施主效应。氧的施主效应可以分为两种情况，有不同的性质，一种是在350500左右温度范围生成的，称为热施主。 一般认为，450 是硅中热施主形成的最有效温度，在此温度下退火，100小时左右可达到施主浓度最大值(11016cm-3左右)，随后热施主浓度随时间的延长而下
2、降。可以通过红外光谱直接测量到热施主的存在，还可以利用电子核磁共振谱的信号研究热施主。除了退火温度，硅中的初始氧浓度对热施主的形成速率和浓度有最大影响，初始氧浓度越高，热施主浓度越高，其形成速率也越快。 一般地，直拉硅单晶样片经过650温度退火30分钟急冷降温后，在低温热处理生成的热施主会完全消失，可是当它在这个温度段较长时间热退火时，会有新的和氧有关的施主现象出现，这就是新施主，因此掌握退火时间是比较关键的。 单晶的表皮氧含量往往由于扩散和冷却作用氧施主的形成极少，因此P型太阳能级单晶可以根据表皮电阻率来定义真实电阻率，而要得到真实的中心电阻率必须进行退火来实现。 二、单晶电阻率反翘的分析
3、1、 在硅单晶中一般主要存在硼和磷两种杂质，当硼杂质浓度大于磷杂质浓度时导电类型表现为P型，反之为N型，在有杂质补偿的情况下，电阻率主要由有效杂质浓度或决定。我们生产的单晶产品为P型掺硼单晶1-3-cm，在电阻率一定范围内有效杂质浓度也一定，由于现在太阳能电池片已研究出硅片中硼杂质过高会导致光致衰减过大，影响转换效率，因此要尽量减小磷杂质浓度，由于硅单晶中磷杂质难以检验，现就看单晶电阻率是否反翘来控制它。P型单晶由于硼在硅中的分凝系数是0.8，硼杂质随着单晶的生长会越来越多，对应的电阻率也会逐步降低，正常P型单晶头部电阻率是尾部电阻率的1.5倍左右。但如果硅料中含有磷杂质，由于磷在硅中的分凝系
4、数是0.35，磷杂质也随着单晶的生长会越来越多且增长速度大于硼杂质，造成有效杂质浓度减少甚至转为N型,这样就会出现P型电阻率沿着单晶生长方向从高到低又反翘到高，严重的就转为N型。此种情况才是真正的电阻率反翘。 2、 而现在的情况是一支整棒均是P型，头尾电阻率分布都符合正常P型单晶头部电阻率是尾部电阻率的1.3-1.5倍左右的关系，但在分成几段后会有一段出现电阻率反翘现象，这不是真正的电阻率反翘，其原因有：电阻率测试误差，测试精度就二位，如2.1和2.2分辨不出；氧施主的影响导致测试数据不准，正规电阻率测试需要样片退火消除氧施主后测试；由于国产设备精度差，无法提高晶体转速导致晶棒径向电阻率均匀性差，晶棒端面各测试点电阻率不一样；我们有22寸系统，拉制的晶棒长度为18寸的2倍，头尾电阻率比也是1.3-1.5倍，但分段还是按300mm来分，这样每一小段头尾电阻率差异就小，在二位测试精度下就分不出来。 三、建议 综上所述，我部门建议单晶电阻率是否超标要根据表皮电阻率来判断，反翘与否应根据表皮电阻率的变化来判断，即一炉完整的单晶表皮电阻率从头到尾电阻率由低到高分布并且没有转型现象属合格单晶，由于单晶过长，测试误差，拉速和热场波动等原因造成的中间某一小段的单晶表皮电阻率有倒置现象是正常的，中心电阻率由于氧施主的作用不具备参考价值
