135386 (Исследование взаимосвязи электрофизических параметров кремния полученного методом карботермического восстановления от технологии его получения)
Описание файла
Документ из архива "Исследование взаимосвязи электрофизических параметров кремния полученного методом карботермического восстановления от технологии его получения", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "радиофизика и электроника" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "рефераты, доклады и презентации", в предмете "радиоэлектроника" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "135386"
Текст из документа "135386"
Министерство общего и высшего образования
Российской Федерации
Иркутский Государственный Университет
Физический факультет
Кафедра электроники твердого тела
Курсовая работа
Исследование взаимосвязи электрофизических параметров кремния полученного методом карботермического восстановления от технологии его получения.
Работу выполнил: студент группы 1431
Ширяев Дмитрий Анатольевич
Научный руководитель: кандидат ф-м наук,
доцент кафедры электроники твердого тела
Синицкий Владимир Васильевич
Иркутск 1998г.
Оглавление:
Введение………………………………………………………..3
1 Технология получения столбчатого мультикремния из кремния полученного методом карботермического восстановления……………………….5
2 Электрофизические параметры и зависимость их от технологий производства…………………………………………………….6
3 Диффузионная длина, фотопроводимость, время жизни…………..7
3.1 Понятие времени жизни…………………………………...8
3.2 Фотопроводимость………………………………………....9
3.3 Многозарядные ловушки в полупроводниках……….…..11
4. Установка для измерения жизни неравновесных носителей заряда в полупроводниках…………………………………………….13
Заключение…………………………………………………….14
Использованные источники…………………………………..15
Приложение……………………………………………………16
Введение.
Технология получения чистого полупроводникого кремния на данный момент отработана достаточно хорошо. Наиболее чистые материалы получают путем синтеза кремния в газовую фазу (SiCl3), последующую очистку и восстановления чистого кремния.
Данный метод достаточно дорог для солнечной энергетики, так как в солнечных элементах, где основную стоимость составляет именно используемый кремний и применение кремния восстановленного из газовой фазы приведет к такой цене, что преимущество солнечной (альтернативной) энергетики перед традиционными источниками энергии, будет можно сказать с обратным знаком.
В связи с этим, рядом научных и производственных объединений Иркутской области ведутся работы по получению более дешевых технологий получения солнечного кремния. Технология предусматривает карботермическое восстановление из чистых природных кварцитов, имеющихся в Прибайкалье, и последующую его очистку путем отмывания в различных кислотах и перекристаллизацию при различных технологических параметрах.
Возникает необходимость исследования дефектности структур, а также одержания в нем примесей и связи этих параметров с характеристиками технологических процессов.
В прошлой курсовой работе нами были поставлены и апробированы на получаемых образцах методики, позволяющие получать информацию о типе полупроводника, его электропроводности, о концентрации носителей заряда и их подвижности. Для чего использовались две методики измерения это: 1.Измерение удельной электропроводности четырехзондовым методом 2.Измерение ЭДС Холла. Полученные нами данные хорошо согласовались с табличными данными, что говорило о хорошей применимости данных методов контроля для предъявляемых требований. Прошлогодние результаты говорили о следующих особенностях первых полученных образцов: низкая подвижность меньше на два порядка табличных данных, что приводило к выводу о высоком содержании электронейтральной примесей.
Институтом Геохимии СО РАН проводились работы по совершенствованию методик получения чистого кремния, было использовано другое сырье, которое синтезировалось в других условиях, очистка кремния методом рафинирования ; что позитивно отразилось на данных полученных нами. Так же ими получены данные химического анализа исследуемых нами образцов.
Задача настоящей курсовой работы, заключалась в дальнейшем исследовании зависимости электрофизических параметров кремния полученного методом карботермического восстановления и разработка методики, позволяющей получать данные о кинетических процессах происходящих в исследуемом кремнии.
1. Технология получения столбчатого мультикремния из кремния полученного методом карботермического восстановления.
В этом году институтом Геохимии СО РАН проводились работы по совершенствованию методик очистки кремния. Было использовано:
1)Другое сырье, синтезировалось в других условиях (Ирказ), где установлена специализированная печь для получения поликристаллического кремния. 2)Институт применял метод рафинирования (двойная перекристаллизация методом Стокбаргера).
3)Получены данные химического анализа как для сырья, так и для полученных образцов, что позволяет говорить о степени очистки и судить о примесях которые определяют происходящие процессы и механизмы рассеяния в полупроводнике.
4) Необходимое дробление материла можно осуществлять разными методами, но неизбежно одно, что при использовании, скажем стального молотка, в образце растет концентрация Fe. В связи с этим, для дробления был использован молибденовая насадка для пресса, молибдена мало в исходном материале, то есть его появление можно обосновать используемой в технологическом процессе насадкой.
5) Очистка кремния методом вакуумной сублимации. В атмосфере 10-3 Тор осуществляется нагрев в ростовой печи происходит испарение примесей t плав. которых меньше t плав. кремния. 1450С. Дальше доводят температуру в печи до температуры плавления и выдерживают некоторое время для испарения более тугоплавких примесей. Затем температуру поднимают на отметку 50-70С выше температуры плавления для испарения еще более тугоплавких примесей и выдерживают в этом режиме некоторое время. Скорость роста при этом лежит около 0.8 см/час.
Рис.1
После роста, получаем кремний, который имеет области монокристалличности схематично изображенные на рис.1. Это так называемый, столбчатый мультикремний.
2. Электрофизические параметры и зависимость их от технологий производства.
Электрофизические параметры образцов приведены в таблице 1.
N | Тип провод. | Ом см | Ом-1 см-1 | R см3 к | n см-3 | см3 в с | d см |
7-1 | N | 0.145 | 6.850 | 58.140 | 1.171017 | 355.04 | 0.20 |
7-2 | N | 0.077 | 13.04 | 50.250 | 1.241017 | 655.26 | 0.19 |
8-1 | N | 5.260 | 0.190 | 566.60 | 1.101016 | 107.65 | 0.20 |
8-2 | N | 1.205 | 0.830 | 27.320 | 2.281017 | 22.680 | 0.20 |
9-1 | N | 0.470 | 2.320 | 25.600 | 2.441017 | 59.400 | 0.18 |
9-2 | N | 1.588 | 0.630 | 26.325 | 2.371017 | 16.580 | 0.28 |
10-1 | N | 1.240 | 0.800 | 13.050 | 4.791017 | 10.450 | 0.17 |
10-2 | N | 0.670 | 1.490 | 31.410 | 1.991017 | 46.700 | 0.20 |
10-3 | P | 1.920 | 0.520 | 17.360 | 3.601017 | 10.450 | 0.17 |
11-1 | P | 1.390 | 0.735 | 31.000 | 2.001017 | 22.300 | 0.30 |
11-2 | P | 0.670 | 1.500 | 22.300 | 2.801017 | 33.800 | 0.29 |
13-1* | P | 0.274 | 3.650 | 13.890 | 4.501017 | 51.000 | 0.20 |
13-2* | P | 0.255 | 3.920 | 25.000 | 2.501017 | 98.000 | 0.17 |
14-1 | P | 0.192 | 5.200 | 9.8750 | 6.301017 | 51.350 | 0.14 |
14-2 | P | 0.165 | 6.060 | 6.3900 | 9.781017 | 38.720 | 0.16 |
15-1 | P | 0.181 | 5.525 | 4.5400 | 1.381018 | 25.080 | 0.15 |
15-2 | P | 0.260 | 3.846 | 4.6800 | 1.341018 | 18.000 | 0.12 |
16-1* | P | 0.094 | 10.70 | 6.2000 | 1.001018 | 66.340 | 0.26 |
16-2* | P | 0.104 | 9.590 | 7.4500 | 8.391017 | 71.440 | 0.24 |
21-1* | P | 0.094 | 10.64 | 8.4700 | 7.381017 | 90.100 | 0.20 |
21-2* | P | 0.089 | 11.24 | 8.8100 | 7.101017 | 99.000 | 0.20 |
21-4* | P | 0.093 | 10.72 | 8.1300 | 7.691017 | 87.200 | 0.20 |
Таблица 1 *-образец перекристаллизован два раза