Поликристаллический кремний

Введение

Общемировой рост спроса на экологически чистые виды энергии привел к бурному развитию этого направления. С постоянным повышением стоимости традиционных видов энергии, наиболее конкурентоспособным видом энергии становится солнечная, имеющая неиссякаемый источник ее получения, что позволяет прогнозировать ее доминирование над остальными видами энергии в самом ближайшем будущем. Технология изготовления фотоэлементов – это технология производства устройств, позволяющих преобразовывать солнечный свет в электрический ток. Солнечные элементы, представляющие собой кремниевые пластинки, обычно покрываются стеклом и посредством электрических соединений объединяются в общий фотогальванический модуль. Исследования последних лет свидетельствуют о реальных перспективах создания кремниевой оптоэлектроники, возможностях широкого эффективного использования кремния в разнообразных сенсорных устройствах, прецизионных микромеханических системах, а также в целом ряде других областей новейшей техники. Поликристаллический кремний (ПКК) является стратегическим сырьём полупроводниковой промышленности. В основном поликристаллический кремний используется для получения монокристаллического кремния (МКК) и мультикремния (МК). По качеству поликристаллический кремний разделяют на кремний «солнечного» качества и «электронного» качества. Поликристаллический кремний «электронного» качества с массовой долей примесей - 10^-7 - 10^-8 % используется в современной микроэлектронике, промышленной и силовой электронике. Поликристаллический кремний «солнечного» качества используется в энергетике для производства солнечных батарей.

Сырьем для получения поликристаллического кремния является металлургический кремний, который содержит достаточное количество примесей. Для получения поликремния, качество которого соответствует требованиям, предъявляемым к применению в электронной и фотоэлектрической промышленности (электронного или «солнечного» качества), необходим процесс его глубокой очистки. Существует несколько способов получения поликристаллического кремния. Доминирующей технологией в общем объеме производства ПКК на рынке является метод «Сименс».

Обширная область применения обуславливает необходимость тщательного контроля электрических и физических свойств пленок поликристаллического кремния, которые в значительной степени зависят от структуры, типа и размера зерен, что определяется технологией их получения. Высокая чувствительность свойств поликристаллического кремния к изменению технологических параметров, с одной стороны, позволяет в широких пределах варьировать свойства материала, а с другой – затрудняет получение материала с воспроизводимыми свойствами.

Цель данной работы – изучить научно-техническую литературу и систематизировать данные о синтезе, структуре и электрофизическим свойствам поликристаллического кремния.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Поиск и анализ научно-технической литературы, посвященной структуре поликристаллического кремния;
2. Поиск и анализ научно-технической литературы, касающейся методов и технологий синтеза поликристаллического кремния;
3. Поиск и анализ научно-технической литературы, посвященной электрофизическим свойствам поликристаллического кремния;
    

   Список литературы

4. Поликристаллические полупроводники. Физические свойства и применения /Пер. с англ. /Под. ред. Харбек Г. – М.: Мир, 1989. – 344 с.
5. Афанасьев В.Д. Способ получения кремния высокой чистоты: пат. 2367600 Российская Федерация. 2009. 5 с.
6. Павлов Д.А. Структура и электропроводность пленок поликристаллического кремния, полученных молекулярно-лучевым осаждением с сопутствующей низкоэнергетической ионной бомбардировкой поверхности роста / Д.А. Павлов, А.Ф. Хохлов, Д.В. Шунгуров. В.Г. Шенгуров // Физика и техника полупроводников. – 1997. – Т 31, №3. – С. 291-295.
7. Filsinger D.H. Silica to silicon: key carbothermic reactions and kinetics / D.H. Filsinger, D.B. Bourrie // J. Am. Ceram. Soc. – 1990. – V. 73, № 6. – Р. 1726 – 1732.
8. Гусев Е.Ю. Исследование электрофизических свойств пленок поликристаллического кремния для создания микроэлектромеханических систем / Е.Ю. Гусев, Ю.Ю. Житяева, А.В. Быков, В.В. Бесполудин // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2015. - №7(170). – С. 126-134.
9. Достанко А.П. Тенденции и перспективы развития технологии и производства поликристаллического кремния для фотоэлектрических преобразователей / А.П. Достанко. В.П. Василевич, О.Л. Кайдов // Доклады БГУИР. – 2005. – №1. – С. 73-80.
10. Тосихиде Э. Способ получения поликристаллического кремния: пат. 2475570 Российская Федерация. 2013. 21 с.
11. Ясуси К. Способ получения поликристаллического кремния и реактор для получения поликристаллического кремния: пат. 2581090 Российская Федерация. 2016. 25 с.
12. Гаврилов П.М. Способ получения поликристаллического кремния: пат. 2357923 Российская Федерация. 2009. 7 с.
13. Jeong H. Structural and electrical properties of polysilicon films prepared by AIC process for a polycrystalline silicon solar cell seed layer / H. Jeong, S. Boo // Hindawi Publishing Corporation International Journal of Photoenergy. – 2012. – P. 1-7.