直拉法單晶硅生長(zhǎng)技術(shù)的現(xiàn)狀

1、直拉法單晶硅生長(zhǎng)技術(shù)的現(xiàn)狀摘要綜述了制造集成電路 (IC 用直拉硅單晶生長(zhǎng)的現(xiàn)狀與發(fā)展。 對(duì)大直徑生長(zhǎng) 用磁場(chǎng)拉晶技術(shù),硅片中缺陷的控制與利用(缺陷工程,大直徑硅中新型原生 空位型缺陷, 硅外延片與 SOI 片, 太陽(yáng)電池級(jí)硅單和大直徑直拉硅生長(zhǎng)的計(jì)算機(jī) 模擬,硅熔體與物性研究等進(jìn)行了論述。關(guān)鍵詞:直拉硅單晶;擴(kuò)散控制;等效微重力;空洞型缺陷;光電子轉(zhuǎn)換效 率;硅熔體結(jié)構(gòu)一、光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),及對(duì)硅材料的前景要求,直拉法單晶硅生 長(zhǎng)技術(shù)是現(xiàn)在主流生長(zhǎng)技術(shù)之一光伏產(chǎn)業(yè), 是一種利用太陽(yáng)能電池直接把光能轉(zhuǎn)換為電能的環(huán)保型新能源產(chǎn) 業(yè)。 由于從太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換成電能的光電轉(zhuǎn)換裝置, 是利用半導(dǎo)體器件的

2、 “光生伏 打效應(yīng)” 原理進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的, 因此把與太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成鏈條關(guān)系的產(chǎn)業(yè)稱 為光伏產(chǎn)業(yè)。光伏產(chǎn)業(yè)的鏈條,包括:硅礦 -硅礦石(石英砂 -工業(yè)硅(也稱金 屬硅 -多晶硅、單晶硅 -晶圓或多晶硅切片 -太陽(yáng)能電池 -組件 -發(fā)電系統(tǒng)。工業(yè) 硅的純度, 一般為 98-99.99%; 太陽(yáng)能級(jí)硅的純度, 一般要求在 6N 級(jí)即 99.9999%以上。與其他常規(guī)能源相比,光伏發(fā)電具有明顯的優(yōu)越性:一是高度的清潔性,發(fā) 電過(guò)程中無(wú)損耗、無(wú)廢物、無(wú)廢氣、無(wú)噪音、無(wú)毒害、無(wú)污染,不會(huì)導(dǎo)致“溫室 效應(yīng)”和全球性氣候變化;二是絕對(duì)的安全性,利用太陽(yáng)能發(fā)電,對(duì)人、動(dòng)物、 植物無(wú)任何傷害或損害;三是普遍的

3、實(shí)用性,不需開采和運(yùn)輸,使用方便,凡是 有太陽(yáng)照射的地方就能實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電,可廣泛用于通信。交通、海事、軍事等各 個(gè)領(lǐng)域,上至航天器,下至家用電器,大到兆瓦級(jí)電站,小到玩具,都能運(yùn)行光伏發(fā)電; 四是資源的充足性, 太陽(yáng)能是一種取之不盡用之不竭的自然能源。 據(jù)計(jì) 算, 僅一秒鐘發(fā)出的能量就相當(dāng)于 1.3億億噸標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒時(shí)所放出的熱量。 而到 達(dá)地球表面的太陽(yáng)能,大約相當(dāng)于目前全世界所有發(fā)電能力總和的 20萬(wàn)倍。地 球每天接收的太陽(yáng)能, 相當(dāng)于全球一年所消耗的總能量的 200倍。 人類只要利用 太陽(yáng)每天光照的 5%,就可以解決和滿足全球所需能源。正因?yàn)槿绱?加上由于 傳統(tǒng)的化石能源是不可再生資源,

4、越來(lái)越接近枯竭, 世界各國(guó)越來(lái)越達(dá)成必須加 快發(fā)展新的替代能源的共識(shí), 從而加大了政策扶持的力度, 世界光伏產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出 蓬勃發(fā)展的勢(shì)頭, 光伏產(chǎn)業(yè)正在向大批量生產(chǎn)和規(guī)?；瘧?yīng)用發(fā)展, 其運(yùn)用幾乎遍 及所有用電領(lǐng)域。從整體來(lái)看, 世界各國(guó)對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電的政策扶持力度在逐年加大。 各國(guó) 的補(bǔ)貼政策主要分為兩類:一類是對(duì)安裝光伏系統(tǒng)直接進(jìn)行補(bǔ)貼, 如日本; 另一 類是對(duì)光伏發(fā)電的上網(wǎng)電價(jià)進(jìn)行設(shè)定, 如德國(guó)、 西班牙等國(guó)。 而美國(guó)加利福尼亞 州,則是將兩種政策混合執(zhí)行。光伏科技的進(jìn)步, 使光電轉(zhuǎn)換效率不斷提高、 光能發(fā)電成本不斷降低。 技術(shù) 進(jìn)步是降低光伏發(fā)電成本, 提高光能利用效率、 促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)和

5、市場(chǎng)發(fā)展的重要 因素。 幾十年來(lái)圍繞著降低成本的各種研究開發(fā)項(xiàng)工作取得了顯著成就, 表現(xiàn)在 電池效率不斷提高。 硅片厚度持續(xù)降低、 產(chǎn)業(yè)化技術(shù)不斷改進(jìn)等方面, 對(duì)降低光 伏發(fā)電成本起到了決定性的作用。多晶硅是太陽(yáng)能電池必不可少的基礎(chǔ)材料,其占到太陽(yáng)能電池成本的 80%, 每生產(chǎn) 1兆瓦太陽(yáng)能電池需要 12-14噸多晶硅。 多晶硅主要采用化學(xué)提純、 物理 提純兩種方法進(jìn)行生產(chǎn), 其中化學(xué)提純方法主要有西門子法 (氣象沉淀反應(yīng)法 、 硅烷熱分解法、流態(tài)化床法,物理提純方法主要有區(qū)域熔化提純法(FZ 、定向 凝固多晶硅錠法(籌造法等等。二、直拉法單晶生長(zhǎng)技術(shù)的機(jī)械設(shè)備上海漢虹的 FT-CZ2008A

6、 、 FT-CZ2208AE 、 FT-CZ2208A ,西安理工大學(xué)的 TDR80A-ZJS 、 TDR80B-ZJS 、 TDR80C-ZJS 、 TDR85A-ZJS 、 TDR95A-ZJS 、 TDR112A-ZJS , 美國(guó) KAYEXCG3000、 CG6000、 KAYEX100PV 、 KAYEX120PV 、 KEYEX150, Vision300型,投料量分別為 30kg 、 60kg 、 100kg 、 120kg 、 150kg 、 300kg, 以及其他廠家的部分單晶生長(zhǎng)爐。 其中西安理工大學(xué)的單晶拉制爐作為國(guó)內(nèi)自主創(chuàng)新的產(chǎn)品, 有 很大的優(yōu)越性。TDL-FZ35型

7、區(qū)熔單晶爐TDL-FZ35型區(qū)熔單晶爐,是在高純氮?dú)猸h(huán)境中,用單匝高頻感圈加熱,對(duì) 多晶體棒進(jìn)行區(qū)域熔煉,達(dá)到提供并用 FZ 法拉制高純無(wú)位錯(cuò)大直徑 (34 單晶硅的設(shè)備。獲省級(jí)科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。該設(shè)備的主要性能指標(biāo)如下:晶體直徑:34 (75100mm晶體長(zhǎng)度:1000mm高頻發(fā)生器功率:60KW晶軸拉速范圍:0.520mm /minTDL(R-J40型光學(xué)晶體爐內(nèi)容簡(jiǎn)介:該爐是用直拉法控制激光固體材料 (如釔鋁石榴石, 鋁酸釔等 單晶體的專用 設(shè)備。它可以在大氣或充入各種純凈保護(hù)氣體下工作。曾獲機(jī)械工業(yè)部和陜西省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。該設(shè)備的主要性能指標(biāo)如下:爐室尺寸:400mm采用中頻加熱電源:

8、20KW 2500HZ采用電阻加熱電源:42KVA最高加熱溫度:2100最大投料量:3kg籽晶在爐內(nèi)行程:300mmTDR(L-J60型光學(xué)晶體生長(zhǎng)設(shè)備主要內(nèi)容:TDR(L J60型光學(xué)晶體生長(zhǎng)設(shè)備是在高真空、 保護(hù)氣體條件下以石墨電阻 或以中頻感應(yīng)加熱方法將原材料熔化,用直拉法生長(zhǎng)紅寶石、藍(lán)寶石、 YAG 、化 學(xué)計(jì)量比鈮酸鋰等光學(xué)晶體的設(shè)備。技術(shù)水平:TDR(L J60型光學(xué)晶體生長(zhǎng)設(shè)備具有穩(wěn)定可靠的低速運(yùn)動(dòng)性能、 程序控制 工作速度的變化功能、 上稱重計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制直徑功能或下稱重計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制 直徑功能,綜合性能達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平,具有自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。 主要技術(shù)參數(shù) :1.熔料

9、量: 10kg2.晶體直徑: 3"3.加熱功率 30kW4.最高加熱溫度 21005.主爐室尺寸 600×900mm6.冷爐極限真空度 3Pa7.充氣壓力 0.08MPaTDR-62CP 型單晶爐內(nèi)容簡(jiǎn)介:TDR-62CP 型單晶爐,是在惰性氣體環(huán)境中,以石墨電阻加熱器將硅材料熔 化, 用軟軸直拉法生長(zhǎng)無(wú)位錯(cuò)單晶的設(shè)備。 它可以生長(zhǎng)大規(guī)模集成電路所需要的 高質(zhì)量單晶。 這種單晶爐能夠使用 12的石英坩堝, 投料 20kg , 拉制 4或 5 的單晶,其最大裕度可允許使用 14的石英坩堝,投料 30kg 拉制 6的單晶。 采用計(jì)算機(jī)控制等徑生長(zhǎng)晶體。該設(shè)備的主要性能指標(biāo)如下:

10、投 料 量:30kg晶體規(guī)格:5籽晶爐內(nèi)行程:2200mm最大功率:130kwTDR-GY652型高壓?jiǎn)尉t主要內(nèi)容:TDR GY652型高壓?jiǎn)尉t室在惰性保護(hù)氣體 -氬氣高壓條件下,采用石墨 電阻加熱方式, 將 GaAs 、 InP 等材料合成熔化, 已 LEC 法從熔體中拉制大直徑 (4" 6" GaAs、 InP 單晶的專用設(shè)備。技術(shù)水平:TDR-GY652型高壓?jiǎn)尉t是目前國(guó)際上最大的 GaAs 、 InP 單晶制備設(shè)備,具 有先進(jìn)的上稱重計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制直徑功能、 加熱溫度自動(dòng)控制功能、 各種安全自 動(dòng)保護(hù)功能,具備三段加熱能力,可滿足生長(zhǎng) 6" GaAs

11、 單晶的能力。綜合性能達(dá) 到了國(guó)際先進(jìn)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平,具有自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。主要技術(shù)參數(shù) :1.熔料量: 40kg2.晶體直徑: 6"3.加熱功率 120×55×35kW4.最高加熱溫度 16005.主爐室尺寸 652×1000mm6.冷爐極限真空度 1Pa7.充氣壓力 10MPaTDR-70A (B 型單晶爐主要內(nèi)容:TDR-70A 型單晶爐是軟軸提拉型人工晶體生長(zhǎng)設(shè)備, 是在惰性氣體環(huán)境中以 石墨電阻加熱器將硅半導(dǎo)體材料熔化, 用直拉法生長(zhǎng)無(wú)位錯(cuò)硅單晶的設(shè)備, 它可 生產(chǎn)太陽(yáng)能電池用的 6硅單晶和大規(guī)模集成電路所需要的高質(zhì)量硅單晶。 技術(shù)水平:該產(chǎn)品采用

12、了磁流體密封技術(shù)、浮動(dòng)式翻版隔離閥、拱形封頭式爐蓋結(jié)構(gòu)、 浮動(dòng)式提升結(jié)構(gòu)等先進(jìn)技術(shù),采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制直徑系統(tǒng) ,綜合性能達(dá)到了 國(guó)際先進(jìn)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平,具有自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。主要技術(shù)參數(shù) :熔料量: 60kg (18 "熱系統(tǒng)晶體直徑: 6 " -6.5 "TDR 70A 圓筒副室(TDR 70B 開門副室1.加熱功率 120kW2.最高加熱溫度 160011.冷爐極限真空度 1Pa12.主爐室尺寸 700×100014.翻版閥通徑 200mmTDR-80A (B 型單晶爐主要內(nèi)容:TDR 80A 型單晶爐是軟軸提拉型人工晶體生長(zhǎng)設(shè)備,是在惰性氣體環(huán)境中

13、以石墨電阻加熱器將硅半導(dǎo)體材料熔化, 用直拉法生長(zhǎng)無(wú)位錯(cuò)硅單晶的設(shè)備, 它 可生產(chǎn)太陽(yáng)能電池用的 6硅單晶和大規(guī)模集成電路所需要的高質(zhì)量硅單晶。 技術(shù)水平:該產(chǎn)品采用了磁流體密封技術(shù)、浮動(dòng)式翻版隔離閥(或旋蓋式隔離閥 、拱 形封頭式爐蓋結(jié)構(gòu)、浮動(dòng)式提升結(jié)構(gòu)等先進(jìn)技術(shù),采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制直徑系 統(tǒng) ,綜合性能達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平,具有自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。主要技術(shù)參數(shù) :熔料量: 60kg (18 "熱系統(tǒng)晶體直徑: 8 "TDR 80A 圓筒副室(TDR 80B 開門副室1.加熱功率 160kW2.最高加熱溫度 160011.冷爐極限真空度 1Pa12.主爐室尺寸 800&

14、#215;100014.翻版閥通徑 260mm而上海漢虹是上海申和熱磁電子有限公司和日本磁性技術(shù)株式會(huì)社合資企業(yè), 在 單晶爐制作,研發(fā)等方面有很強(qiáng)的實(shí)力,其單晶爐自動(dòng)化程度較高三、單晶硅生長(zhǎng)技術(shù)目前,生產(chǎn)單晶硅的方法主要有直拉法,區(qū)熔法,其他方法如基座法,片狀 生長(zhǎng)法,氣象生長(zhǎng)法,外延法等,都因各自的不足未能被普遍推廣。直拉法和區(qū) 熔法比較, 以直拉法為主要, 它投料多, 生產(chǎn)的單晶直徑大, 設(shè)備自動(dòng)化程度高, 工藝比較簡(jiǎn)單,生產(chǎn)效率高。直拉法生產(chǎn)的單晶硅,占世界單晶硅總量的 70%以 上。直拉法又稱切克勞斯基法, 它是在 1917年有切克勞斯基 (Czochralski 建 立起來(lái)的一種晶

15、體生長(zhǎng)方法,簡(jiǎn)稱 CZ 法, CZ 法的特點(diǎn)是在一個(gè)直通型的熱系統(tǒng) 中, 用石墨電阻加熱, 將裝在高純石英坩堝中的多晶硅融化, 然后將籽晶插入熔 體表面進(jìn)行熔接,同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)籽晶,再反向轉(zhuǎn)動(dòng)坩堝,籽晶緩慢向上提升,經(jīng)過(guò)引 晶、放大、轉(zhuǎn)肩、等徑生長(zhǎng)、收尾等過(guò)程,一支單晶體就生長(zhǎng)出來(lái)了。直拉法的基本過(guò)程從拆爐、裝爐、單晶硅生長(zhǎng)完畢到停爐稱為拉晶工藝;原材料的腐蝕、清洗 等稱為備料工藝;拆爐、裝爐、抽空、熔料、引晶、放肩、轉(zhuǎn)肩、等徑生長(zhǎng)、收 尾、降溫、停爐依次進(jìn)行是拉晶工藝的基本過(guò)程1. 拆爐的目的是為了取出晶體,清除爐腔內(nèi)的揮發(fā)物,清除電極及加熱器、 保溫罩等石墨件上的附著物、石英碎片、石墨顆粒、石墨

16、氈塵埃等雜物。拆爐中 要穿戴好高純工作服,安步驟操作2. 裝爐裝爐要按拆爐的相反順序依次裝入石墨件, 裝完后要檢查是否準(zhǔn)確無(wú) 誤, 裝石英坩堝時(shí)要確定石英坩堝質(zhì)量, 摻雜劑要記得放入, 裝料也要按照有關(guān) 規(guī)3. 抽空通過(guò)機(jī)械泵對(duì)爐室進(jìn)行抽空, 以保證單晶硅在減壓狀態(tài)下進(jìn)行單晶生 長(zhǎng),一般在 2030min內(nèi)將真空值抽到 5pa 以下4. 熔料故名思意就是將裝入的多晶硅融化, 熔化過(guò)程中要勤觀察, 發(fā)現(xiàn)掛邊 搭橋硅跳過(guò)流報(bào)警超溫報(bào)警要及時(shí)處理5. 引晶:通過(guò)電阻加熱, 將裝在石英坩堝中的多晶硅熔化, 并保持略高于硅 熔點(diǎn)的溫度, 將籽晶浸入熔體, 然后以一定速度向上提拉籽晶并同時(shí)旋轉(zhuǎn)引出晶 體;

17、6. 縮頸:生長(zhǎng)一定長(zhǎng)度的縮小的細(xì)長(zhǎng)頸的晶體,以防止籽晶中的位錯(cuò)延伸 到晶體中;7. 放肩:將晶體控制到所需直徑;8. 等徑生長(zhǎng):根據(jù)熔體和單晶爐情況,控制晶體等徑生長(zhǎng)到所需長(zhǎng)度;9. 收尾:直徑逐漸縮小,離開熔體10. 降溫:降級(jí)溫度,取出晶體,待后續(xù)加工。(一直拉法(CZ 法 直拉法,也叫切克勞斯基(Czochralsik 方法,此法早在 1917年由切克斯 基建立的一種晶體生長(zhǎng)方法, 后來(lái)經(jīng)過(guò)很多的人的改進(jìn), 成為現(xiàn)在制備單晶硅的 主要方法。用直拉法制備單晶硅時(shí), 把高純多晶硅放入高純石英坩堝, 在硅單晶爐內(nèi)熔 化; 然后用一根固定在籽晶軸上的籽晶插入熔體表面, 待籽晶與熔體熔和后, 慢

18、 慢向上拉籽晶,晶體便在籽晶下端生長(zhǎng)。直拉法設(shè)備和工藝比較簡(jiǎn)單, 容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制; 生產(chǎn)效率高, 易于制備大 直徑單晶;容易控制單晶中雜質(zhì)濃度,可以制備低阻單晶。但用此法制單晶時(shí), 原料易被坩堝污染, 硅單晶純度降低, 拉制的硅單晶電 阻率大于 50歐姆·厘米,質(zhì)量很難控制。(二懸浮區(qū)熔法(區(qū)熔法,或叫 FZ 法懸浮區(qū)熔法比直拉法出現(xiàn)晚, W·G·Pfann1952年提, P·H·keck等人 1953年用來(lái)提純半導(dǎo)體硅,現(xiàn)在,區(qū)熔法正發(fā)展成為單晶硅生產(chǎn)的一種重要方法。 炫懸浮區(qū)熔法是將多晶硅棒用卡具卡住上端, 下端對(duì)準(zhǔn)籽晶, 高頻電流通過(guò)線

19、圈 與多晶硅棒耦合,產(chǎn)生渦流,使多晶棒部分熔化,接好籽晶,自下而上使硅棒熔 化和進(jìn)行單晶生長(zhǎng),用此法制得的硅單晶叫區(qū)熔單晶。區(qū)熔法不使用坩堝, 污染少, 經(jīng)區(qū)熔提純后生長(zhǎng)的硅單晶純度較高, 含氧量 和含碳量低。高阻硅單晶一般用此法生長(zhǎng)。目前區(qū)熔單晶應(yīng)用范圍較窄, 不及直拉工藝成熟, 單晶中一些結(jié)構(gòu)缺陷沒有 解決。(三基座法:基座法是既像區(qū)熔法又像直拉法的一種拉制單晶方法。 用卡具將多晶棒下端 卡住, 高頻線圈在多晶硅棒上端產(chǎn)生熔區(qū), 由上方插入籽晶, 將籽晶慢慢向上提 起,生長(zhǎng)出單晶。基座法制備的單晶純度高, 生長(zhǎng)速度快, 污染小能較好的控制電阻率。 但此法工 藝不成熟,很難生產(chǎn)大直徑硅單晶。

20、(四片狀單晶生長(zhǎng)法(EFG 生長(zhǎng)法片狀單晶生長(zhǎng)法是近幾年發(fā)展的一種單晶生長(zhǎng)技術(shù)。 將多晶硅放入石英坩堝 中, 經(jīng)石墨加熱器加熱熔化, 將用石墨或者石英制成的有狹縫的模具浸在熔硅中,熔硅依靠毛細(xì)管作用, 沿狹縫升到模具表面和籽晶融合, 用很快的速度拉出。 生 長(zhǎng)片狀單晶拉速可達(dá) 50毫米 /分。片狀單晶生長(zhǎng)法現(xiàn)在多采用橫向拉制。 將有一平缺口的石英坩堝裝滿熔硅, 用片 狀籽晶在坩堝出口處橫向引晶, 快速拉出片狀單晶。 片狀單晶橫向拉制時(shí)結(jié)晶性 能好,產(chǎn)生連續(xù),拉速快,可達(dá) 20厘米 /分。片狀單晶表面完整, 不須加工或少許加工就可制做器件; 省掉部分切磨拋工 藝,大大提高了材料的利用率。片狀單晶

21、拉制工藝技術(shù)高, 難度大, 溫度控制非常精確, 片狀單晶工藝技術(shù) 目前處于研究階段。(五蹼狀單晶生長(zhǎng)法:蹼狀單晶生長(zhǎng)法是在枝蔓上生長(zhǎng)單晶的一種方法。 利用雙晶枝蔓做籽晶。 引 晶時(shí)在枝蔓上長(zhǎng)出長(zhǎng)六邊形的所謂“扣子”, 在拉力作用下, 扣子的兩個(gè)夾角處 長(zhǎng)出兩根平行枝蔓, 熔體在枝蔓中間在表面張力和重力作用下向下滑動(dòng), 形成像 鴨蹼狀單晶。蹼狀單晶表面光潔度好,不需切磨,材料利用率高。但生長(zhǎng)工藝復(fù) 雜,工藝不成熟,目前處于研究階段。(六氣相生長(zhǎng)法氣相法生長(zhǎng)單晶和三氯氫硅氫還原生長(zhǎng)多晶相似。 在適當(dāng)溫度下, 三氯氫硅 和氫氣作用, 在單晶籽晶上逐漸生長(zhǎng)出單晶。 氣相生長(zhǎng)法工藝流程簡(jiǎn)單, 污染少,

22、單晶純度較高,但是生長(zhǎng)速度慢,周期長(zhǎng),生產(chǎn)條件不易控制,生長(zhǎng)的單晶質(zhì)量 較差。(七鑄錠法用鑄錠法生長(zhǎng)單晶是國(guó)外近幾年發(fā)展的一種生長(zhǎng)硅單晶方法。 它像金鑄錠一 樣生長(zhǎng)硅單晶,此法生長(zhǎng)硅單晶雖然工藝流程簡(jiǎn)單,生長(zhǎng)速度快,成本低,但是 生長(zhǎng)單晶質(zhì)量差。一般用于制造太陽(yáng)能電池器件。(八液相外延生長(zhǎng)法用外延法生長(zhǎng)單晶,有氣相外延和液相外延兩種方法。它們都是在一定條件下, 在經(jīng)過(guò)仔細(xì)加工的單晶片襯底上, 生長(zhǎng)一層具有一定厚度, 一定電阻率和一定型 號(hào)的完整單晶層, 這種單晶生長(zhǎng)過(guò)程叫外延。 通過(guò)氣相在襯底上生長(zhǎng)外延層叫氣相外延, 通過(guò)液相在襯底上生長(zhǎng)外延層叫液相外延。 外延生長(zhǎng)可以改善單晶襯底 表面性能,

23、提高單晶電子特性。外延生長(zhǎng)速度一般很慢。四、單晶硅生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)周圍環(huán)境的影響(1廢水:生產(chǎn)工藝廢水主要包括:單晶硅片去損傷層及表面制絨產(chǎn)生三股廢水, 分別是:含硅酸鈉酸廢水 a 、 堿性清洗廢水 b 、含氟酸性廢水 c ;多晶硅片去損傷層及表面制絨產(chǎn)生兩股廢水,分別是:酸性清洗廢水 d 、 中和清洗廢水 e ;濕法刻蝕及二次清洗產(chǎn)生的含氟清洗廢水 f ;尾氣處理后排放的廢水 g ;純水制備產(chǎn)生的廢水 h ;車間地面及設(shè)備清洗廢水 i 。(2廢氣:主要產(chǎn)生工藝廢氣,產(chǎn)生工序?yàn)槿p傷層及表面制絨工序、擴(kuò)散制結(jié)工序、 濕法刻蝕、鍍成反射膜工序以及快速燒結(jié)工序、組件封裝等 6個(gè)工序(3噪聲:噪聲源主要

24、為空壓機(jī)系統(tǒng)、 冷卻塔、 風(fēng)機(jī)、 循環(huán)水泵機(jī)組及生產(chǎn)車間的機(jī)械 加工設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪聲。(4固廢:在生產(chǎn)過(guò)程中的固體廢物主要原材料及成品檢測(cè)工序產(chǎn)生的少量廢硅片及 硅片邊角料、 原材料拆卸及使用完后產(chǎn)生的廢包裝材料。 廢水處理過(guò)程中, 經(jīng)過(guò) pH 調(diào)節(jié), 加入氯化鈣, 將產(chǎn)生的 SiO2懸浮顆粒去除, 同時(shí)將 F-和 SiO3-形成 CaF2及硅酸鈣沉淀去除五、光伏產(chǎn)業(yè)政策趨向世界各國(guó)“西方削弱、東方擴(kuò)張”的光伏政策趨勢(shì)逐步明朗 :意大利自 6 月 1 日起給予度電 0.25 歐元的上網(wǎng)電價(jià)，但不設(shè)裝機(jī)上限。德 國(guó)將于 7 月 1 日調(diào)整光伏上網(wǎng)電價(jià)， 新電價(jià)將參考 3 月至 5 月間光伏安

25、裝量來(lái)制 定， 最高下調(diào) 15%。 法國(guó)自 3 月 10 日起補(bǔ)貼削減約 20%， 并設(shè)置 500MW 安裝上限。 而印度則下調(diào)了光伏產(chǎn)品的關(guān)稅，美國(guó)、加拿大等新興太陽(yáng)能市場(chǎng)也不斷出臺(tái)的 支持政策。以目前意大利、德國(guó)等國(guó)家的最新政策判斷，其光伏行業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)平 穩(wěn)的市場(chǎng)化過(guò)渡。 中國(guó)太陽(yáng)能定位升級(jí)，行業(yè)整頓先行:2011 年 1 月，全國(guó)能源工作會(huì)議首次 將光伏產(chǎn)業(yè)定位為中國(guó)先進(jìn)的裝備制造產(chǎn)業(yè)和新興能源支柱產(chǎn)業(yè)。2010 年國(guó)內(nèi) 光伏裝機(jī)量超過(guò) 380MW，同比增長(zhǎng)約 180%。我們研判，2011-2012 年在太陽(yáng)能電 站特許權(quán)招標(biāo)，金太陽(yáng)能示范工程，光電建筑應(yīng)用一體化示范，以及各地方政府 示

26、范項(xiàng)目的驅(qū)動(dòng)下，國(guó)內(nèi)光伏裝機(jī)容量未來(lái)兩年將保持翻番增長(zhǎng)。而 2011 年 1 月出臺(tái)的多晶硅行業(yè)準(zhǔn)入條件有助于國(guó)產(chǎn)多晶硅降低成本和能耗，引導(dǎo)行業(yè) 長(zhǎng)期健康發(fā)展。 日本核危機(jī)有望提速太陽(yáng)能發(fā)展:日本核危機(jī)引發(fā)世界各國(guó)的緩核、停核政 策。據(jù)了解，到 2020 年全球核能總裝機(jī)規(guī)劃為 8.7 億千瓦（870GW），截至 2010 年底全球已有約 3.7 億千瓦核電裝機(jī)投入運(yùn)行。 如果此次日本核泄漏危機(jī)使全球 未來(lái)核能新增裝機(jī)容量下降約 20%，則會(huì)出現(xiàn)約 1 億千瓦（100GW）的電力缺口。 如果光伏分得其中的 10%-20%，其容量也很可觀。 光伏三種技術(shù)各有優(yōu)勢(shì)市場(chǎng):晶硅技術(shù)已實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用，技術(shù)比較成熟，市 場(chǎng)認(rèn)可度高，在未來(lái)可見的五年內(nèi)將仍占主導(dǎo)地位，享有 75%以上市場(chǎng)份額。薄 膜電池因透光性較好，在建筑一體化應(yīng)用方面，還可以運(yùn)用于制作各類小型太陽(yáng) 能應(yīng)用產(chǎn)品。聚光技術(shù)擁有較高的理論轉(zhuǎn)換效率，為光伏發(fā)電提供了長(zhǎng)期發(fā)展的 想象空間，是未來(lái)大型光伏電站的重要發(fā)展方向。 五