丫丫學(xué)電池系列之直拉法與區(qū)熔法摘要：本篇丫丫向我們展示了何謂“帶著問(wèn)題去學(xué)習(xí)”。丫丫在閱讀前輩總結(jié)的“太陽(yáng)能級(jí)硅單晶切片產(chǎn)品規(guī)格”貼子時(shí)產(chǎn)生了疑問(wèn)，最后在論壇高手的幫助下找到了答案。一、基本概念1、CZ直拉法（CZ）全稱(chēng)Czochralski,是生產(chǎn)單晶硅棒最常用的工藝，將多晶體硅料放入坩堝中加熱熔化，待溫度合適后，經(jīng)過(guò)將籽晶浸入、熔接、引晶、放肩、轉(zhuǎn)肩、等徑、收尾等步驟，完成一根單晶錠的拉制。直拉法生產(chǎn)單晶硅棒示意圖2、區(qū)熔法

如果需要生長(zhǎng)及高純度的硅單晶，其技術(shù)選擇是懸浮區(qū)熔提煉，該項(xiàng)技術(shù)一般不用于GaAs。區(qū)熔生長(zhǎng)技術(shù)的基本特點(diǎn)是樣品的熔化部分是完全由固體部分支撐的，不需要坩堝。區(qū)熔法生產(chǎn)單晶硅棒示意圖Siliziumstab（曰nkriwt口Siliziumstab（曰nkriwt口I!）QudFzrohr———fl隔加Zode^O"SHiziumstab（polykristaHml3、各向異性晶體的各向異性即沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不盡相同，由此導(dǎo)致晶體在不同方向的物理化學(xué)特性也不同，這就是晶體的各向異性。晶體的各向異性具體表現(xiàn)在晶體不同方向上的彈性模量、硬度、斷裂抗力、屈服強(qiáng)度、熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱性、電阻率、電位移矢量、電極化強(qiáng)度、磁化率和折射率等都是不同的。二、引發(fā)討論的原貼太陽(yáng)能級(jí)硅單晶切片產(chǎn)品規(guī)格

單晶硅制備方法導(dǎo)電類(lèi)型晶向摻雜劑位錯(cuò)密度單晶硅制備方法導(dǎo)電類(lèi)型晶向摻雜劑位錯(cuò)密度（Nd）氧含量（02）碳含量（C）少數(shù)載流子壽命（Td）電阻率范圍（p）外觀(guān)準(zhǔn)方型單晶片規(guī)格直徑邊長(zhǎng)垂直度硅片厚度總厚度變化（TTV）線(xiàn)痕Warp/BowCZP<100>±3°BW3000/cm2Wl.0X1018/cm3W5.0X1017/cm3>10》s0.53Qcm36Qcm無(wú)裂紋，無(wú)硬傷125mmxl25mm±0.25mm150±0.25mm125±0.25mm90°±0.3°200±30|imW30》mW20》mW50》m三、答疑解惑丫丫閱讀原貼后提出了三個(gè)疑問(wèn)，首先來(lái)看第一個(gè)。Q1：為啥制備法限定直拉法？不是說(shuō)懸浮區(qū)熔法得到的棒子純度更高嗎？是因?yàn)槌杀締?wèn)題嗎？?jī)煞N方法制得的硅棒成本比大概是多少呢？最佳回答（由“dg11510”提供）：區(qū)融法得到的是高純單晶硅，制備方法一般是將一根多晶硅棒懸浮區(qū)融，將雜質(zhì)趕到硅棒的另一側(cè)，這樣得到的是低雜質(zhì)濃度、更低缺陷的單晶硅。因?yàn)椴牧戏浅＜儯娮柚捣浅４?，一般在變壓器中使用，是不?huì)用作電池材料的。區(qū)融法的棒子非常貴，成本確實(shí)高。培養(yǎng)一個(gè)直拉法做單晶硅棒的人才一般需要3個(gè)月，區(qū)融法人才一年能培養(yǎng)出來(lái)就不錯(cuò)了，設(shè)備也很貴，原料也貴。Q2：我知道晶體具有各向異性的特征，那么<100>±3。的晶向具有哪些物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)呢？或者干脆問(wèn)100、110、111三種晶向的物理和化學(xué)性質(zhì)各有什么不同？最佳回答（由“dg11510”提供）：畫(huà)一個(gè)單晶硅晶胞，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，不同晶向的原子面密度不一樣，化學(xué)鍵強(qiáng)度也不一樣，破壞所需要的能量也就不一樣。堿腐蝕就是利用不同晶向的化學(xué)鍵強(qiáng)度不同腐蝕的，俗話(huà)說(shuō)柿子要撿軟的捏，一個(gè)道理，都是鍵強(qiáng)不同的結(jié)果。Q3：位錯(cuò)密度定義為單位體積的晶體中位錯(cuò)線(xiàn)的總長(zhǎng)度。還有種說(shuō)法是“位錯(cuò)是一種特殊的很重要的晶體缺陷。其特點(diǎn)是圍繞著一根很長(zhǎng)的線(xiàn)（相對(duì)于晶體來(lái)說(shuō)），在一定范圍內(nèi)原子發(fā)生了有規(guī)律的錯(cuò)動(dòng)，都離開(kāi)了他們?cè)瓉?lái)的平衡位置，所以叫位錯(cuò)。所謂位錯(cuò)密度就是：在金屬晶體中的位錯(cuò)是相當(dāng)多的，通常以通過(guò)單位面積上的位錯(cuò)線(xiàn)的根數(shù)來(lái)衡量，稱(chēng)為位錯(cuò)密度。在通常的退火情況下，一般金屬或合金中的位錯(cuò)密度約為10000—10000000根/平方厘米，經(jīng)過(guò)冷加工后可增加至1000000000000—10000000000000根/平方厘米，而且位錯(cuò)的組態(tài)也變得非常復(fù)雜，有時(shí)好像亂麻或亂發(fā)似的糾結(jié)在一起，稱(chēng)之為位錯(cuò)發(fā)團(tuán)，其分布極不均勻。”那么這里的位錯(cuò)密度的要求其意義何在？最佳回答（由“dg11510”