1
УДК 53.088
Подготовка исходного сырья для роста слитков
мультикристаллического кремния
© И.С. Кутовой
1
, И.Н. Радченко
2
1
ООО «Гелио-ресурс», Мытищи, 141000, Россия
2
КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана, Калуга, 248000, Россия
Описан один из вариантов процесса очистки кремниевого сырья, сильно легирован-
ного мышьяком. Приведены результаты теоретического расчета эффективности
предложенного метода, сочетающего процесс высокотемпературного вакуумного
отжига с последующей кристаллизационной очисткой при выращивании кристал-
лов методом Чохральского. Представлена методика использования данного мето-
да при подготовке загрузок для роста слитков мультикристаллического кремния.
Ключевые слова:
легированный мышьяком кремний, испарение, вакуумный отжиг,
кристаллизационная очистка, мультикристаллический кремний.
Развитие солнечной энергетики существенно ужесточило требова-
ния к исходному кремнию, так называемому SoG-Si (
Solar grade Sili-
con
). Одним из таких требований является чистота кремния, выража-
ющаяся численно в концентрации носителей заряда или, что взаимо-
связано, в значении удельного электрического сопротивления
.
Наиболее распространенные требования к значению
— не ниже
1…3 Ом
см для образцов
p
-типа и более 3..5 Ом
см для образцов
n
-типа проводимости. Такие значения предполагают чистоту исход-
ного материала на уровне 6
N
. В связи с этим все бóльшую актуаль-
ность приобретают исследования, посвященные методам очистки
различных видов металлургического кремния и отходов кремния с
различных технологических операций, которые позволяют достичь
необходимых значений
.
Применяемые в качестве исходных материалов различные виды
кремния, как правило, содержат высокие уровни концентрации легиру-
ющих примесей, наиболее распространенными из которых являются
мышьяк и фосфор (
n
-тип), бор (
p
-тип). Без дополнительной переработки
эти материалы не могут быть использованы для выращивания слитков
мультикристаллического кремния — одного из основных материалов
для производства фотоэлектрических преобразователей (солнечных ба-
тарей). Поэтому главной задачей в получении SoG-Si является умень-
шение концентрации легирующих примесей в процессе переработки
используемых исходных материалов (отходов электронной промыш-
ленности, отходов резки кристаллов после выращивания методом Чо-
хральского и частей слитков после направленной кристаллизации).
В ряде работ [1–3] для этого использовали метод очистки распла-
ва кремния путем облучения его поверхности электронно-лучевой
