谭 毅，孙世海，董 伟，邢其智，冀 明

（1大连理工大学 辽宁省太阳能光伏系统重点实验室，辽宁 大连116024；2大连理工大学 材料科学与工程学院，辽宁 大连116024）

多晶硅定向凝固过程中固－液界面特性研究

谭 毅1，2，孙世海1，2，董 伟1，2，邢其智1，2，冀 明1，2

（1大连理工大学 辽宁省太阳能光伏系统重点实验室，辽宁 大连116024；2大连理工大学 材料科学与工程学院，辽宁 大连116024）

通过真空感应熔炼炉以不同拉锭速率制备了多晶硅铸锭，通过对铸锭的金相组织及少子寿命随凝固高度的变化及径向分布的分析，研究了多晶硅定向凝固过程中的固－液界面特性。结果表明：少子寿命随生长高度的增加先增加后减少，其径向分布与固－液界面相对应。由少子寿命分布图可以看出，固－液界面的曲率随拉锭速率的减小而减小，固－液界面形貌为胞状界面。计算分析表明，胞状的固－液界面造成Fe杂质的有效分凝系数增加了3个量级以上。

多晶硅；固－液界面；拉锭速率；曲率

随着定向凝固过程中传热条件的不同，可能出现凹形，平面及凸形三种不同固－液界面形状。非平直的固－液界面均导致晶体的生长方向偏离轴向，固－液界面凸凹的越严重，晶体的生长方向偏离轴向的程度就越明显，硅锭的碎裂倾向越大。固－液界面的形状还会影响硅锭中的杂质分布，Wu［1］等指出稍微突起的界面形状有利于杂质从凝固界面推向硅锭的边缘区域，从而可以提高晶体质量和少子寿命。Chang［2］等指出在垂直布里奇曼装置中固－液界面的形状可以通过改变加热器的温度调整。……