【求助】多晶硅的反射谱或吸收谱，及其机理解释 - 功能材料 - 新能源材料

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SCU_magiclee

铁杆木虫 (正式写手)

硅材料研发人员

应助: 47 (小学生)
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在线: 1321.6小时
虫号: 282344
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专业: 质谱分析

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小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
夕阳西下:根据温度的变化，电离分以下几种情况：低温弱电离，也就是只有部分杂质电离。2。随着温度的升高，杂质完全电离。3。温度继续升高，杂质已完全电离，开始本征电离，也就是电子油价带跃迁到导带的过程。每一个阶段吸收谱线都会有所不同。 2010-11-08 05:59:52
GrasaVampiro(物理EPI+1): 2010-11-08 07:02:47

答夕阳西下。
1.要了解低温红外的原理（LT-IR）。室温下浅杂质基本完全电离，不会吸收红外光的能量（只有中性态的杂质才能吸收红外光实现跃迁）。极低低温下，电离可忽略，即绝大部分浅杂质回到了中性原子状态。但是补偿部分的杂质还是处于电离状态的（以N型硅为例，磷的能级比硼高，硼原子束缚了空穴，即在低能级有空状态，磷的能级上的电子就会就填充硼能级上的这些空状态）。这样即使在极低温下，也没有办法测出全部的杂质总量，只能得到补偿后的净杂质含量。该净含量就对应电阻率-浓度的换算值。要测出总的含量，需要额外用能量大于Eg的背景光照射，以激发价带电子跃迁到导带，产生大量电子-空穴对，依靠这些电子-空穴对来把绝大部分处于电离状态的磷和硼“还原为中性态”（这是一个动态平衡过程，即光照条件下的光生载流子产生和复合的平衡）。这时候采集的红外光谱反映的就是总的杂质的光谱信息。
2.多晶硅细分的话有很多种，（1）刚刚从多晶硅原料生产线上下来的多晶硅棒（2）多晶太阳电池厂商通过铸锭得到的多晶锭。前一种属于微晶硅，很多的晶界，晶粒尺寸也很小，载流子在晶粒内部传输的距离非常短就会被晶界上的杂质，缺陷复合掉。我觉得这种微晶硅的能带结构更接近于非晶硅。而后者晶粒尺寸和工艺有关（冷却时间or长晶时间）。如果晶粒尺寸太小，结构完全长程无序，硼和磷受到的就不是晶体的周期性的势场作用，那不同位置杂质的电离的情况就是不确定的，有的地方电离能高，有的低，电离能分布的离散有两个结果：（1）吸收线宽变宽；（2）吸收强峰度变弱。晶粒尺寸越大，越接近单晶，硼和磷受到的作用就越趋近于周期性势场作用力，从而得到的光谱信息也就越接近于单晶。另外，微晶的能带结构应该更接近于非晶，那么上述LT-IR中提到的能量大于Eg的背景光照射可能就失效了，应该要用更强的光才可能有作用，就算背景光能激发电子-空穴对，这些也未必就能被用来“还原电离的杂质”，因为晶界太多，散射和复合太强了，可能都被消耗掉了。这就无法达到LT-IR测试所必须的两个条件。
以上是我自己的一些体会，可能有严重的缺陷，欢迎拍砖。

[ Last edited by SCU_magiclee on 2010-11-7 at 12:50 ]