多单晶硅加工工艺应用研究与质量控制

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1、2毕业设计论文题目摘 要从这里键入摘要容。字体和格式均不需要修改。页面格式已经设置完毕。这次毕业论文,主要论述单晶硅从硅料拉制出来,形成硅棒,经过截断、开方、磨面,滚圆形成可以切片的硅块的过程!硅的单晶体。具有基本完整的点阵结构的晶体。不同的方向具有不同的性质,是一种良好的半导材料。纯度要求达到99.9999,甚至达到99.9999999以上。用于制造半导体器件、太阳能电池等。用高纯度的多晶硅在单晶炉拉制而成。关键词:1拉晶,2截断,3开方,4磨面,5滚圆页眉设置:理工学院毕业设计论文页码设置:前言之前部分用I,编号 从前言开始用阿拉伯数字1,2,3编号,前言为第1页 英文题目ABSTRACT

2、从这里键入英文摘要容英文摘要须与中文摘要容相对应,英文摘要约250个实词;关键词要反映毕业设计说明书论文的主要容,数量一般为3-5个。KEY WORDS:关键词1,关键词2,关键词3,关键词4,关键词5 / 目录前言1第1章 21.1 21.1.1 21.1.2 21.1.3 2第2章 42.1 42.1.1 42.1.2 42.2 52.2.1 5第3章 63.1 63.1.1 63.1.2 63.2 6第4章 74.1 74.1.1 74.1.2 74.2 7第5章 85.1 85.1.1 85.1.2 85.2 85.2.1 85.2.2 8结论9辞10参考文献11附录13外文资料翻译1

3、4前言标题上下各空一行,从这里输入前言容,前言格式已设置好,不需要修改。前言应说明本课题的意义、目的、研究围及要达到的技术要求;简述本课题在国外的发展概况及存在的问题;说明本课题的指导思想;阐述本课题应解决的主要问题和采用的研究方法,要求自然、概括、简洁、确切。在文字量上要比摘要多。发展现状单晶硅建设项目具有巨大的市场和广阔的发展空间。在地壳中含量达25.8%的硅元素,为单晶硅的生产提供了取之不尽的源泉。 近年来,各种晶体材料,特别是以单晶硅为代表的高科技附加值材料及其相关高技术产业的发展,成为当代信息技术产业的支柱,并使信息产业成为全球经济发展中增长最快的先导产业。单晶硅作为一种极具潜能,亟

4、待开发利用的高科技资源,正引起越来越多的关注和重视。 与此同时,鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加,世界上许多国家正掀起开发利用太阳能的热潮并成为各国制定可持续发展战略斩重要容。 在跨入21世纪门槛后,世界大多数国家踊跃参与以至在全球围掀起了太阳能开发利用的绿色能源热,一个广泛的大规模的利用太阳能的时代正在来临,太阳能级单晶硅产品也将因此炙手可热。 此外,包括我国在的各国政府也出台了一系列产业的优惠政策,给予相关行业重点扶持,单晶硅产业呈现出美好的发展前景。 单晶硅性质;单晶硅具有金刚石晶格。晶体硬而脆具有金属光泽。能导电。但导电率不及金属,随温度升高而增加。具有半导体性质。单晶硅是重要

5、的半导体材料,在单晶硅中掺入微量的IIIA族元素,形成P型半导体。掺入微量的第vA族元素,形成N型半导体。形成N型和P型导体结合在一起。就可以做成太阳能电池。将辐射能转变为电能。在开发电能方面是一种很有前途的材料。 研究趋势日本、美国和德国是主要的硅材料生产国。中国硅材料工业与日本同时起步,但总体而言,生产技术水平仍然相对较低,而且大部分为2.5、3、4、5英寸硅锭和小直径硅片。中国消耗的大部分集成电路及其硅片仍然依赖进口。但我国科技人员正迎头赶上,于1998年成功地制造出了12英寸单晶硅,标志着我国单晶硅生产进入了新的发展时期。目前,全世界单晶硅的产能为1万吨/年,年消耗量约为6000吨70

6、00吨。未来几年中,世界单晶硅材料发展将呈现以下发展趋势: 1、微型化随着半导体材料技术的发展,对硅片的规格和质量也提出更高的要求,适合微细加工的大直径硅片在市场中的需求比例将日益加大。目前,硅片主流产品是200mm,逐渐向300mm过渡,研制水平达到400mm450mm。据统计,200mm硅片的全球用量占60%左右,150mm占20%左右,其余占20%左右。Gartner发布的对硅片需求的5年预测表明,全球300mm硅片将从20XX的1.3%增加到20XX的21.1%。日、美、等国家都已经在1999年开始逐步扩大300mm硅片产量。据不完全统计,全球目前已建、在建和计划建的300mm硅器件生

7、产线约有40余条,主要分布在美国和我国等,仅我国就有20多条生产线,其次是日、新及欧洲。%P 世界半导体设备及材料协会SEMI的调查显示,20XX和20XX,在所有的硅片生产设备中,投资在300mm生产线上的比例将分别为55%和62%,投资额也分别达到130.3亿美元和184.1亿美元,发展十分迅猛。而在1996年时,这一比重还仅仅是零。 2、国际化,集团化,集中化研发及建厂成本的日渐增高,加上现有行销与品牌的优势,使得硅材料产业形成大者恒大的局面,少数集约化的大型集团公司垄断材料市场。上世纪90年代末,日本、德国和国主要是日、德两国资本控制的8大硅片公司的销量占世界硅片销量的90%以上。根据

8、SEMI提供的20XX世界硅材料生产商的市场份额显示,Shinetsu、SUMCO、Wacker、MEMC、Komatsu等5家公司占市场总额的比重达到89%,垄断地位已经形成。第1章 光伏应用和前景1.1光伏的应用当人们提到太阳能热利用时,总是首先想到生产热水这一简单的功能,然而技术的发展早已突破了人们的想象。实际上,太阳能热利用主要分为低温热利用、中温热利用和高温热利用。太阳能热水器只是低温的太阳能利用,是太阳能热利用的很小部分。在中国,工业用能约占70%的能耗,因此工业中高温用热已经成为目前高能耗的主要来源。在太阳能的中高温应用领域方面,如太阳能热发电、取暖、制冷、海水淡化、啤酒发酵等,

9、我国目前基本上还是一片空白。光伏与光热之区别太阳能无疑是目前地球上可以开发的最大可再生能源。根据对到达地球上的太阳辐射能量进行转化形式的不同,太阳能的利用可以分为光热和光伏两大类别。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。而光热利用按温度可分为中低温和高温利用。中低温主要包括太阳能热水器、太阳能建筑供暖制冷、太阳能海水淡化、太阳能干燥等;高温热利用主要包括太阳能热发电及太阳能热化学等。目前,太阳能热发电技术主要包括4类,槽式、线性菲涅尔式、碟式及塔式。其中,槽式和塔式太阳能热发电站目前均已实现了商业化运行,而碟式及线性菲涅尔式则分

10、别处于样机示及系统示阶段。光伏发电最大的优势是应用场合没有明显限制,有资源的地方都可安装光伏系统。在辐照不好或者夜间,光伏系统通过对蓄电池进行充放电实现连续运行。不过,规模化光伏电站若采用蓄电池储能,其成本仍然较高,且蓄电池的使用寿命有待考验。而太阳能光热利用中除了可以通过材料吸收太阳辐射光谱中不同波长的光能并将其转化为热能供直接使用外,还可以利用聚光器将低密度的太阳能汇聚,生成高密度的能量,加热工作介质,产生蒸汽推动汽轮机发电。聚光器的聚焦方式有点聚焦、线聚焦等,对应产生了碟式、塔式、槽式及菲涅尔式等几种主要的太阳能热发电形式,与常规火电站相比,太阳能热发电系统的热功电转换环节所采用的热力循

11、环模式及设备基本是相同的。在辐照连续的条件下,太阳能热发电站可以直接产生与火电站完全相同的满足电网品质要求的交流电,保证电网的电压和频率稳定。但太阳辐射能本身具有随季节、白天时段不同而不连续变化的特点,受天气条件影响较大。储热材料技术的发展,已为实现规模化稳定运行的太阳能热发电站提供了可能。在合适的选址区域,带有一定容量储热系统的太阳能热发电站,将不仅可产生满足用户需求的电能,还能根据电网中用电负荷的变化,起到调峰作用。另外从实际电站运行的角度来看,太阳能热发电比太阳能光伏发电有对现有火电站及电网系统更好的兼容性。但是,相比光伏发电,对能够体现太阳能热发电经济性所需要的太阳能辐射资源及规模化容

12、量的要求也更高。当然,建立具有经济性的规模化太阳能热发电站,同时需要大片的土地及丰富的太阳能直射资源。不过,中国的沙化土地面积达169万平方公里,其中有水力和电网资源的沙地约有30万平方公里,有充分的土地资源条件发展太阳能热发电。而且根据全国700多个气象站长期观察积累的资料表明,中国各地的太阳能辐射年总量大致在831-2333kwh/m2之间,其平均值约为1628kwh/m2。尤其在西部、XX东南部、西部及西部等地区,年辐射总量可达1855-2333kwh/m2,满足建造具有经济性的规模化太阳能热发电站所对应的辐射资源要求。太阳能热发电相比其他几种可再生能源及燃煤、天然气发电,单位容量电站在

13、其生命周期所排放的温室气体CO2量也是最低的。1.1.2光伏的前景油价漫天涨价,太阳能光伏产业-前景最光明的可再生能源太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流,而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。术语光生伏打来源于希腊语,意思是光、伏特和电气的,来源于意大利物理学家亚历山德罗伏特的名字,在亚历山德罗伏特以后伏特便作为电压的单位使用。以太阳能发展的历史来说,光照射到材料上所引起的光起电力行为,早在19世纪的时候就已经发现了。1849年术语光-伏才出现在英语中。1839年,光生伏特效应第一次由法国物理学家A.E.Bec

14、querel发现。1883年第一块太阳电池由Charles Fritts制备成功。Charles用锗半导体上覆上一层极薄的金层形成半导体金属结,器件只有1%的效率。到了1930年代,照相机的曝光计广泛地使用光起电力行为原理。1946年Russell Ohl申请了现代太阳电池的制造专利。到了1950年代,随着半导体物性的逐渐了解,以及加工技术的进步,1954年当美国的贝尔实验室在用半导体做实验发现在硅中掺入一定量的杂质后对光更加敏感这一现象后,第一个太阳能电池在1954年诞生在贝尔实验室。太阳电池技术的时代终于到来。1960年代开始,美国发射的人造卫星就已经利用太阳能电池做为能量的来源。1970年代能源危机时,让世界各国察觉到能源开发的重要性。1973年发生了石油危机,人们开始把太阳能电池的应用转移到一般的民生用途上。目前,在美国、日本和以色列等国家,已经大量使用太阳能装置,更朝商业化的目标前进。在这些国家中,美国于1983年在加州建立世界上最大的太阳能电厂,它的发电量可以高达16百万瓦特。南非、博茨瓦纳、纳米比亚和非洲南部的其他国家也设立专案,鼓励偏远的乡村地区安装低成本的太阳能电池发电系统。而推行太阳能发电最积极的国家首推日本。1994年日本实施补助奖励办法,推

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