k1体育·(中国)官方网站史珺博士谈多晶硅铸锭的晶体生长过程晶胚形成后，开始向上生长。多晶硅的晶体生长于单晶硅的生长有些不同的地方。首先，多晶硅硅的生长是众多的晶柱共同生长，而且相互之间还有竞争和相遇；而单晶则只有一个晶体，不存在晶粒之间的竞争问题；第二，多晶硅的生长是由于温场的作用，底部温度不断下降，导致固液界面不断上升；而单晶的液面温度基本不变；第三，多晶硅铸锭的硅液相对静止，而单晶硅的硅液和晶体是旋转的。这些差异，导致多晶硅生长晶体有利有弊。

　　晶胚一旦形成，就应当以一定的速度是晶体向上生长。这就需要使坩埚底面的温度慢慢下降，而导致硅液的熔点温度面，在慢慢上升，上升的速度应当与硅晶体的生长速度保持一致。硅晶体的生长速度不是一定的，有一个范围，大约在6~20mm/小时之间。因此，控制固液界面的移动速度，使之保持在这个速度范围内，就可以了。

　　在常规铸锭时，许多人以为保温体移动的速度就是固液界面的移动速度，这是完全不对的。固液界面的速度与保温体的移动速度有关，但还与底面的温度和加热体的功率有关。有时k1体育，固液界面的移动速度大约保温体的移动速度，有时，固液界面的移动速度小于保温体的移动速度。如果底面的温度过低，加热体功率也不大的时候，保温体稍微上升，可能会导致整个底部向上的一段区域内温度比较快地下降，这时，固液界面移动的速度就比保温体可能要快，从而导致长晶很快。

　　更多的时候，如果保温体是慢慢提升的，而加热体的功率也比较大时，当保温体提升到了一定的高度，由于保温体以下的部分依然有辐射从而保持较高的温度，这时，固液界面的移动速度就比保温体的移动速度慢得多。总之，坩埚底部温度也需要不断地变化，而硅液顶部的温度，也是需要不断地变化的。更为复杂的是，这两个参数随时间的变化都不是线性的。

　　考虑到液体硅内部由于存在对流的作用，温差较小，而固体硅内部由于硅无法移动，热量只能通过热传导的方式，而硅的导热系数较低，导热性差，因此，固体硅的内部可以形成较大的温度差。这样的话，在晶胚一旦形成，可以让底部先以较快的温度梯度下降，而同时，顶部可以保持一个相对较高的温度，这样有利于底部的柱状晶生长。

　　当柱状晶长到80-120mm高时，由于固体的导热性较差，因此，顶部温度要以一个线性匀速下降，这可以有利于固液界面的匀速上移。

　　当柱状晶长到160-220mm高时，由于大部分已经是固体，因此，底部温度对固液界面的温度影响已经不大，但由于固液界面在结晶时的潜热，因此，产生的热量还是需要不断地从底部被带走，因此，底部温度必须足够的低，以便在固体硅内部形成足够大的温度梯度，把固液界面的温度带走。这时，促使固液界面上升的主要动力就是顶部温度的下降，和底部温度的下降。当顶面的温度逐渐趋于硅的凝点时，晶体生长就接近表面，近于结晶完成阶段。

　　通常，铸锭要想成功，要同时保证两个基本条件，一个是温度梯度始终是下低上高，而且固液界面以我们希望的长晶速度向上移动；其次，要保证固液界面尽量水平。如果固液界面不水平，就必然导致中部长得快，或者旁边长得快。这样，不仅不利于定向凝固去杂，而且，晶体在中部交叉，可能导致多晶硅锭内部的应力增大，使得硅锭容易破裂。

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