단결정 실리콘 잉곳 결정성장 속도에 따른 고-액 경계면 형성 및 Defect 최적화

Q: 이 논문에서 정의한 무결정결함영역이란 무엇인가?

무결정결함영역은 결정성장 증가율(V)과 축 온도 구배(G)의 비율인 V/G 값으로 나타내며, COP, O.I.S.F-ring, Dislocation과 같은 결함이 없는 영역을 의미한다. Czochralski Si 결정성장 공정에서 결정의 품질을 결정하는 핵심적인 영역이다.

Q: Czochralski 공정에서 냉각 시스템 도입이 결정 품질에 어떤 영향을 미치는가?

연구 결과, 냉각 시스템을 도입하면 결정성장속도가 10.5% 향상되고, Defect 농도가 20~40% 감소하며, 무결정결함영역이 개선되고 Von-mises stress 조건 범위도 만족한다. 이는 고품질 단결정 실리콘 잉곳 생산 및 공정 효율성 향상에 기여한다.

전혜준; 박주홍; 블라디미르 아르테미예프; 정재학

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자료유형: 학술저널

저자정보: 전혜준 (영남대학교) 박주홍 (폴텍) 블라디미르 아르테미예프 (STR) 정재학 (영남대학교)

저널정보: 한국태양광발전학회 Current Photovoltaic Research Current Photovoltaic Research Vol.8 No.1

발행연도: 2020.3

수록면: 17 - 26 (10page)

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It is clear that monocrystalline Silicon (Si) ingots are the key raw material for semiconductors devices. In the present industries markets, most of monocrystalline Silicon (Si) ingots are made by Czochralski Process due to their advantages with low production cost and the big crystal diameters in comparison with other manufacturing process such as Float-Zone technique. However, the disadvantage of Czochralski Process is the presence of impurities such as oxygen or carbon from the quartz and graphite crucible which later will resulted in defects and then lowering the efficiency of Si wafer. The heat transfer plays an important role in the formation of Si ingots. However, the heat transfer generates convection in Si molten state which induces the defects in Si crystal. In this study, a crystal growth simulation software was used to optimize the Si crystal growth process. The furnace and system design were modified. The results showed the melt-crystal interface shape can affect the Si crystal growth rate and defect points. In this study, the defect points and desired interface shape were controlled by specific crystal growth rate condition.

#Melt-Crystal Interface shape,Crystal Growth rate #Defect point #Crystal Growth Simulation #Silicon Ingot #Czochralski process

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