毕业设计（论文）-喷涂工艺对氮化硅涂层品质的影响

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1、河南科技大学毕业设计（论文）喷涂工艺对氮化硅涂层品质的影响摘要铸造多晶硅生产流程中的第一道工序就是坩埚涂层的喷涂。工业中通常使用的坩埚是石英或石墨坩埚，熔融硅与坩埚接触时不可避免的产生反应粘连，同时坩埚中的杂质也会进入硅熔体中。高浓度的杂质，如C、O、Fe、Ca等将使少子寿命显著降低，影响电池性能。通常在坩埚上涂敷涂层使熔体与坩埚壁隔离，来减少反应粘连使晶锭顺利脱模，并阻止坩埚中的杂质在长晶过程中进入熔硅中。高纯的Si3N4自扩散系数低，且耐高温性能和化学稳定性良好，抗杂质扩散能力强，与熔硅不发生反应，通常被用来作为多晶硅铸造的涂层材料.坩埚涂层的制备方法很多，现在通

2、常采用成本低廉的氮化硅涂层制备技术，它是在石英坩埚内壁上直接喷涂氮化硅涂层的，并将涂有氮化硅涂层的石英坩埚在1050℃下进行烧结，形成结构更加致密的氮化硅层。但是由于这种技术缺乏检验技术支持，工艺可追溯性差，实际生产中晶锭常会出现粘埚现象，进而在晶锭内引起杂质，裂纹，影响硅片的质量。所以我们希望通过改变氮化硅与纯净水的配比，坩埚的预热温度及溶液搅拌混合方式进行产品优化。研究结果表明：氮化硅与水的配比为1：4时效果最好，氮化硅涂层无裂纹，颗粒结合紧密。坩埚预热温度为50℃时最佳，气孔少。超声波与机械共同搅拌比单纯的机械搅拌的效果要好，涂层的颗粒分布更均匀，表面无孔洞。坩

3、埚在1050℃烧结时，氮化硅涂层与坩埚之间相互扩散。关键词：多晶硅，氮化硅涂层，SEM，宏观组织23河南科技大学毕业设计（论文）QualityOfSi3N4CoatingInfluencedBySprayingTechnologyABSTRACTIntheprocessofmc-SipurificationbyPhysicalMetallurgicalMethod,sprayingSi3N4coatingisthefirstworkingprocedure,crucibles,typicallygraphiteorquartzcrucibleshavebeenused

4、assupportofmeltingsilicon.However,inthecastingprocess,therearereactionadhesionsontheinterfaceofmeltingsiliconandcrucible.Moreover,highdensityofimpurity,suchasC,O,Fe,Ca,whichplaysacrucialroleonthedegradationofmc-Sisolarcellsperformance,areusuallyincorporatedthroughthecontactofthemeltwith

5、thecruciblewalls.UsuallycoatinghasbeenspayedonthecruciblewallasreleaseagenttoavoidmeltingSiliconcontactingwiththecruciblewalldirectly,eventuallydecreasetheimpuritydiffusionfromcrucible.HighpuritySi3N4hasbeenusedastypicalcoatingmaterialsinthemc-Sicastingprocessforitslowself-diffusioncoef

6、ficient,goodhightemperatureresistanceandchemicalstability.Therearekindsofmethodstofabricatecoating;nowweadoptlowcostmethodforSi3N4coating.Inthisstudy,weadoptthetechniquethatsprayingSi3N4onthewallofcrucibledirectly.WesinterthecruciblewithSi3N4coatingatthetemperatureof1050℃.Butthistechniq

7、uelackstesttechnology;thetraceabilityofcraftworkisverybad.ThereareadhesionsontheinterfaceofmeltingSiliconandcrucible.Moreover,itcanbringinimpurityandcrackle;affecttheproducts’quality.SowehopetochangetheproportionofpurewaterandSi3N4,warm-uptemperatureandthewayofmixingliquortoopt