立方结构的SiC按照其微结构的不同分为SiC颗粒及SiC纤维，前者是单晶体，
后者则是有着很多面缺陷的微晶体，LotnykA等
[5]
对这两种SiC作了研究，图 3-1
为它们为这两种SiC所拍摄的扫描电子显微镜（SEM）图。它们的生成机制是不
同的。SiC颗粒是以多晶硅中的Si
3
N
4
为核，当熔融硅中的碳超出其溶解度时产生
沉淀；而SiC纤维是以多晶硅中的缺陷为成核点，在硅结晶的过程中碳从融液中
扩散入硅中即将成型的晶界中，或者碳在固体硅中通过固态扩散进入硅中的晶
界，从而形成了SiC纤维
[5]
。
碳是一种有害杂质。碳的主要影响是导致集电区内层错的形成；如果和ⅢΑ
结合生成了C-ⅢA对，则会降低P-N结的击穿电压，使得结性变软；对热施主
的形成会产生抑制作用，对新施主的形成则有核化作用。碳不仅可以成为氧沉淀
的非均匀成核中心，同时还会影响氧沉淀的形貌和性质。碳产生影响的临界浓度
为(2～5)×10
16
cm
-3
；如果氧、碳同时存在，碳还会导致氧旋涡出现；碳也是B旋
涡缺陷的形核中心，高碳晶体很容易出现B缺陷，其密度随碳浓度的增加而增加
阮善斌 15:26:39
在经过 700～1150
o
C的退火
之后这些沉淀的数量都会上升，在大约 950
o
C的时候达到峰值，约为 10
12
～
10
13
cm
-3
。高于 1050
o
C之后，片状沉淀逐渐消失，取而代之的是球状沉淀。
多数研究者都认为，碳可以促进氧的沉淀
[16-18]
。在热处理的过程中，碳自身
是比较难沉淀的，只能生成少量的SiC沉淀。如果硅中的氧处于过饱和状态，微
量的碳沉淀所造成的体积收缩使得碳成为氧的成核中心
[19]
。所以高碳硅中的氧
更容易沉淀，尤其在低氧的硅样品中，碳的作用尤为明显。但也有人认为，碳对
氧的作用存在一个临界温度，低于临界温度时，碳会参与氧沉淀的成核和长大，
而高于临界温度时，碳不参与氧的沉淀
[4]
。
3.3 定向凝固多晶硅锭中氧、碳
如果定向凝固的冷却结晶过程较快，那么固液面将会在固相中形成一个凹
阮善斌 15:27:43
面，由此就会使得定向凝固多晶硅锭中的杂质分布在径向上也变得不均匀，碳杂
质将更多地聚集在硅锭横截面的中部，而氧杂质则更多地聚集在硅锭横截面的边
缘部位
[3, 8]
。图 3-6 为Moller等
[3]
通过FTIR的测定所得到的某一多晶硅锭垂直截面
的氧、碳浓度分布。
从定向凝固多晶硅锭中氧、碳杂质的来源来看，分凝机制的影响主要针对晶
体硅原料中的杂质。如果只考虑分凝机制对氧、碳浓度的分布进行模拟计算，其
结果与实验值之间将会产生误差。比如氧浓度的分布还应考虑到透过Si
3
N
4
涂层
融入Si溶液中的O、挥发掉的O以及生长速率等因素
[13, 20]
。综合到其它的各种影
响因素，多位研究者都对定向凝固多晶硅锭中氧、碳浓度分布进行了模拟计算的
研究
[8, 13, 20-23
本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/7818be7b5acfa1c7aa00cc5e.html
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