曾世铭 单晶硅少子寿命测试影响因素的研究
考文献
• WT-2000PV 操作手册 施美乐博公司上海代 表处
• 孙秀菊，任丙彦，周春兰等．用碘酒和氢 氟酸钝化单晶硅的比较[A]．第十届中国太 阳能光伏会议论文集，36~38
完
谢 谢
图2. 不同腐蚀时间t的样品表面显微照片(600倍，a. t=0；b. t=1min ；c. t=3min；d. t=5min) Fig.2. Micrograph of the surface acid etching at different time.
• 同时也表明硅单晶棒的寿命裸测值是变化 的，如果切断用带锯的刃口粗钝，进刀速 度快，则寿命的裸测值必然很低，这并不 代表单晶的体寿命低。一般说来，裸测寿 命时，单晶棒端面是不经过酸腐蚀的，寿 命值较低，只需总结出寿命裸测值与钝化 值之间的关系，就可得出相应的单晶体寿 命值。
45 40 35
Life time(us)
A B C D E
30 25 20 15 10 5 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 AcidAcid etching time(min) erode time (min) 8
图1. 酸腐蚀时间t对少子寿命的影响
Fig.1. The influence of acid etching time on life time of samples.
Life time (us)
a b c d
20 15 10 5 0 1 2 3
samples
4
5
图4. 不同样品钝化前后少子寿命 (a、b: 钝化前；c、 d: 钝化后) Fig.4. Life time of samples before passivation compared with after passivation. (a、b: before passivation; c 、d: after passivation
单晶硅少子寿命测试影响因素的 研究
胡江峰 杨超 牛冬梅 胡荣星 曾世铭 江西旭阳雷迪高科技股份 有限公司，江西 九江
• 摘要：使用HF与HNO3按一定比例混合对单晶硅片 表面腐蚀，研究腐蚀不同时间及不同浓度的碘酒 钝化硅片表面对少子寿命测试的影响，确定HF与 HNO3的体积比为1：6时，腐蚀5~7分钟，碘酒浓 度为0.08mol/L时，表面钝化效果最佳。选取不同 少子寿命的单晶片进行钝化，使用WT-1000B和 WT-2000PV型少子寿命测试仪进行对比，研究了 硅片少子寿命裸测值与钝化值间的关系，并对比 了两种不同仪器测试结果的差异。
3.3碘酒浓度对少子寿命测试的影响
当碘与无水乙醇的摩尔浓度分别为0.02、 0.04、0.06、0.08、0.1时，滴入装在自封 袋中的同类样品分别进行表面钝化，钝 化后的少子寿命如图3所示。随着碘浓度 的增加，样品钝化后的少子寿命逐渐增 大，当c(I)=0.08mol/L时，达到最大值， 继续增加碘酒浓度时，钝化后少子寿命 有所降低。因此确定碘酒最佳浓度为 0.08mol/L，这与孙秀菊等报道的一致[2] 。众所周知，碘原子可与硅的（100）表 面上的悬挂键结合，从而避免了少子寿 命的杀手--重金属杂质，特别是Fe,Cu等 原子沾污硅的表面，就能获得较真实的 单晶体寿命值。此外还应强调钝化用的 碘酒必须现配现用，否则钝化效果将会 大打折扣。
4结论
• 使用HF与HNO3按体积比为1：6混合对单晶 硅片表面腐蚀，腐蚀时间在5~7分钟少子寿 命达到最大，这是由于带锯截断时，硅片 表面有一定深度的损伤层和受到沾污，形 成少子表面复合中心，测得少子寿命受表 面寿命影响较大，使用混合酸腐蚀，去除 表面损伤层和沾污，使表面趋于平整，可 使测得少子寿命显著提高。 • 不同浓度的碘酒钝化硅片，结果表明碘酒 浓度为0.08mol/L时，表面钝化效果最佳。
• 使用WT-2000PV少子寿命测试仪测试样品，少子 寿命的裸测值为3.8927μs，置于LDPF自封袋中， 少子寿命的裸测值为3.9399μs。因此下一步钝化 时，自封袋对少子寿命的测试的影响可忽略。
3.2 表面形态对少子寿命测试的影响
• 取五个硅样片在HF与HNO3的混合酸中腐蚀，各自经历不同的腐蚀时 间。使用WT-2000PV少子寿命测试议所测得的少子寿命裸测值如下图1 所示。 从图1中可知，随着酸腐蚀时间的 增加，测得的少子寿命值逐渐增大 ，在5~7min时最大，样品的厚度减 少0.3~0.4mm。在腐蚀前的裸测的 最小少子寿命值为3.8μs，腐蚀后 都达到10μs以上。这主要是因为用 金刚石带锯截取的单晶硅片表面受 到沾污和具有一定深度的损伤层， 这些损伤层及沾污形成少子的表面 复合中心，从而测得的少子寿命值 较小。
• 选取不同少子寿命的单晶硅片，用0.08mol/L的碘 酒进行钝化，使用WT-1000B和WT-2000PV型少子 寿命测试仪进行对比，发现使用WT-2000PV型少 子寿命测试的结果普遍比使用WT-1000B测得的结 果要高； • WT-1000B少子寿命测试仪测试钝化前的单晶硅片 的少子寿命大于1.7μs时，钝化后的少子寿命都大 于10μs, 以此作为我们硅单晶和硅片的出厂标准； 当使用WT-2000PV少子寿命测试仪测试钝化前的 少子寿命大于2.8μs时，钝化后的少子寿命都大于 10μs。
Life time(us)
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
Concent of iodine mol/L
图3. 不同碘浓度钝化样品的少子寿命(c(I)=0, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.1) Fig.3. Effect of iodine concentration on Life time of samples after passivation.
• 我们通过研究，获得了寿命裸测值与钝化 值间的对应关系，根据裸测值可以较方便 地给出单晶的体寿命值，以满足生产要求 。同时也总结了影响单晶硅片少子寿命测 试的一些因素。
2 实验条件和过程
• 使用DRF-95直拉式单晶炉，装料量105公斤，生长 直径8寸，P型[100]硅单晶；无锡上机磨床有限公 司的数控金刚石带锯对单晶硅棒切断和切取实验 样片；采用匈牙利Semilab的WT-2000PV型和WT1000B型少子寿命测试仪测试硅片的少子寿命。
a
b
c
d
图2为样品D在酸腐蚀前 与酸腐蚀后的表面 显微相片。从图中 可知，随着腐蚀时 间的增加，硅片表 面逐渐趋于平整， 当腐蚀时间t=5min时 ，硅片表面的损伤 层基本消失，由图3 可知此时少子寿命 达到22.706μs，是腐 蚀 前 的 2.9 倍， 这 进 一步验证了损伤层 对少子寿命测试的 影响。
3.4 不同样品钝化后的效果
图4为五个样品钝化前和 不同样品经混合酸腐蚀7 分钟后用0.08mol/L的碘酒 溶液钝化后的少子寿命对 比图，其中曲线a、b为使 用WT-1000B少子寿命测 试仪测试钝化前、后的结 果，曲线c、d为使用WT2000PV少子寿命测试仪测 试钝化前、后的结果。
30 25
关键词：单晶硅；少子寿命；钝化
1引言
• 少子寿命是半导体晶体硅材料的一项关键性物理参数，它对硅 太阳能电池的性能有重要的影响，硅片的少子寿命值越高越好 。少子寿命低，将会严重降低电池的光电转换效率。使用微波 光导衰退法(μ-PCD)测试得到的少子寿命，受到两个因素影响： 体寿命和表面寿命[1] 。在一定的样品厚度情况下，如果硅晶体 的表面损伤严重甚至出现微裂纹以及受到沾污时，则少子的表 面复合速率很大，这时单晶裸测的寿命值就不是硅晶体的真实 体寿命值。目前电池片厂要求单晶硅片的少子寿命的体寿命值 必须大于10μs乃至15μs，因此必须对硅样品表面进行钝化，以 降低样品的表面复合速率，才能获得硅单晶的体寿命值。目前 大多数光伏企业使用WT-1000B型少子寿命测试仪裸测单晶硅 棒本身，不需切片检测，所测得的寿命裸测值普遍较低，但是 方法简易，测试快捷又能节约硅材料的损耗。我们通过研究， 获得了寿命裸测值与钝化值间的对应关系，根据裸测值可以较 方便地给出单晶的体寿命值，以满足生产要求。同时也总结了 影响单晶硅片少子寿命测试的一些因素。
• 实验所用的材料为C2H5OH(G.R.)、I(A.R.)、49%的HF（EL.） 、63%的HNO3（EL.）。选取厚为2~3mm的样品在体积比 为HF: HNO3＝1：6的混合酸中腐蚀，用纯水超声后，擦干 装于自封袋中，用不同浓度的碘酒对样品表面进行钝化， 测试少子寿命。
3 结果和讨论
• 3.1 自封袋对少子寿命测试的影响
• 结果表明，相同条件下，使用WT-2000PV型少子 寿命测试的结果普遍比使用WT-1000B测得的结果 要高；WT-1000B少子寿命测试仪测试钝化前的单 晶硅片的少子寿命大于1.7μs时，钝化后的少子寿 命都大于10μs，硅片符合出厂标准；当使用WT2000PV少子寿命测试仪测试钝化前的少子寿命大 于2.8μs时，钝化后的少子寿命也都大于10μs，硅 片符合出厂标准。 • 因为不用切片，各公司一般大都采用WT-1000B型 仪器进行硅单晶棒的裸测寿命工作，而WT2000PV仪器多用于科研方面。
基于少子寿命测量研究晶硅电子态缺陷
随时间的 变化特性。根据 已知 的注入水平和相关复合参数 ，建 立少子寿命 与复合 中心 浓度的 关系，我 们得 到
硅片 中的复合 中心浓度。利 用瞬态电压信号的时 间变化特性与 非平衡 载流子 浓度的 时间衰减特性 的关 系，我 们得到非平衡载流子浓度随时间的衰减 曲线 。结合非平衡载流 子时间衰减特性 曲线和 陷阱模型表 达式 ，利用
ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ软 件 进 行 数 值 拟 舍得 到 了硅 片 的 陷 阱 中心 浓 度 。
关键词 ：少子寿命 ；复合 中心 ；陷阱中心 ；微 波光电导；钝化
中图分类号 ：Ｏ ４ １ １ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ９— ０ ３ １ ２（ ２ ０ １ ３ ）０ ５— ０ ０ ０ ６— ０ ５
度。所以，工艺处理中引入的缺 陷以复合 中心存在 ，可以通过少子寿命测量 ，根据 （ １ ）～（ ４ ）式来
确定 复合 中心 的浓 度 。 根据 Ｈ ｏ ｒ ｎ ｂ ｅ ｃ ｋ— Ｈａ ｙ ｎ ｅ ｓ 模型 ［ １ ３ ］ ，Ｐ型硅 中载 流子 运动 过程 可 由如下 的微 分方程 来 描述 兰
基 于 少 子寿 命 测 量研 究 晶硅 电子态 缺 陷
王佳俊 黄一龙 刘磊 余文君 李凤 李寒星
３ １ ４ ０ ０ １ ） （ 嘉兴学 院 数理与信息工程学院 ，浙江嘉兴
摘要 ：基于瞬态微 波光电导少予寿命测试仪和 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ编程研 究 了确定硅 片的复合 中心 浓度 和陷阱 中心 浓度的方法。利用瞬态微 波光 电导 少子寿命测试仪 ，我们 测量 了硅 片的少子寿命及微 波光 电导瞬 态电压信 号
１ 原 理 和 方 法
在半导 体材 料 中 ，存在 三种影 响少 子寿命 的体 内复合 机制 ：辐 射 复合 、俄 歇 复合 （ Ａ ｕ ｇ ｅ ｒ ） 和 间接
单晶硅非平衡少数载流子寿命测试文集1
单晶硅非平衡少数载流子寿命测试文集1来源：gzkdkj 发布时间：2008-9-3广州市昆德科技有限公司编译2008年6月1日前言硅载流子复合寿命的测量一直是国内外半导体行业十分重视的课题，我们列出ASTM、SEMI标准中三个涉及寿命测量的方法：1、SEM1 MF28-02（2003年11月出版）Test Methods for Minority-Carrier Lifetime in Bulk Germanium and Silicon by Measurement of Photoconductivity Decay光电导衰退测量锗和硅体少数载流子寿命的测量方法。
2、SEMI MI535-1104（2004年11月出版）Standand Test Method for Carrier Recombination Lifetime in Silicon wafers by Noncontact Measurement of Photoconductivity Decay by Microwave Reflectance微波反射无接光电导衰退测量硅片载流子复合寿命测试方法。
3、ASTM Designation:F391-96Standard Test Methods for Minority Carrier Diffusion Length in Extrinsic Semiconductors by Measurement of Steady-state Surface Photovoltage用稳态表面光电压测量半导体中少数载流子扩散长度的标准方法。
第1个标准（MF28）是美国材料试验协会最早发佈的寿命测试标准，它针对体形规则表面经研磨的单晶计算出最大可测体寿命，这个标准阐述了测量锗、硅单晶体寿命的经典方法，并在近年来又做了一些重要补充和修订，但我国现有版本的译文是1987年根据ASTM 1981年重新审批的28-75文本翻译的，距今已有二十多年了。
单晶硅片质量对太阳能电池性能的影响研究
单晶硅片质量对太阳能电池性能的影响研究谢义【摘要】The quality of solar cell silicon wafer is a key factor to affect the conversion efficiency of the battery and the power efficiency of the battery module.The existence of wafer defect can greatly reduce the power generation ef-ficiency, shorten the service life of the battery components, and even affect the stability of photovoltaic power gen-eration system.Based on the detection of single crystal silicon wafer, this paper also analyzed the effect of little sub life, early light induced attenuation and dislocation on solar cell and proposed solutions.%太阳能电池硅片的质量是影响电池片转换效率以及电池组件发电效率的一个关键因素。
硅片缺陷的存在会极大地降低电池片的发电效率，减少电池组件的使用寿命，甚至影响光伏发电系统的稳定性。
通过对单晶硅片质量进行检测，分析少子寿命、早期光致衰减以及位错对太阳能电池性能的影响及解决方案。
【期刊名称】《重庆科技学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】3页(P107-109)【关键词】单晶硅;太阳能电池;转换效率;光致衰减;位错【作者】谢义【作者单位】安徽电子信息职业技术学院，安徽蚌埠 233030【正文语种】中文【中图分类】TM914近年来随着光伏发电行业下游应用市场的不断扩大，硅片市场的需求也在不断提高。
物理冶金法单晶硅片电阻率对成品电池片效率的影响研究
物理冶金法单晶硅片电阻率对成品电池片效率的影响研究摘要：太阳电池工艺过程中少子寿命值的变化，揭示了少子寿命值在太阳电池生产过程中的应用，然而原始硅片电阻率的值对扩散后少子寿命具有决定性作用，本文通过实验得出物理冶金法硅片的电阻率与扩散后硅片的少子寿命之间的关系，比较不同电阻率段的物理冶金法硅片扩散后少子寿命及成品电池片效率，从而达到简化生产流程，优化生产工艺目的。
关键词：少子寿命；电阻率；物理冶金法硅片.硅单晶主要技术参数有导电类型、电阻率与均匀度、非平衡载流子寿命、晶向与晶向偏离度、晶体缺陷等。
在单晶电池片的生产过程中，原始硅片电阻率值的高低直接体现原材料的纯度即杂质的含量[1]，最终影响电池片的转换效率。
在单晶的拉制过程中是通过掺入一定量的活性杂质，以获得所要求的导电类型和电阻率。
然而重金属铜、金、铁等和非金属碳、氧都是极有害的杂质，它们的存在都会使PN结性能变坏。
P型单晶硅多掺硼，N型单晶硅多掺磷，在硼、磷的掺杂及单晶硅的生产过程中不可避免带入其它元素，如碳、氧等元素。
硅中碳含量较高，低于1ppm者可认为是低碳单晶。
碳含量超过3ppm时其有害作用已较显著。
氧的存在有益也有害。
直拉硅单晶氧含量在5～40ppm范围内；区熔硅单晶氧含量可低于1ppm。
由于杂质分布不匀，电阻率也不均匀。
电阻率均匀性包括纵向电阻率均匀度、断面电阻率均匀度和微区电阻率均匀度。
在硅太阳能电池片的生产过程中，其原始硅片的电阻率主要影响电池片的Uoc和Isc，最终反应为电池片的转换效率。
因此单晶硅的电阻率一直是光伏行业研究的热点。
1 实验说明1.1 太阳能电池片制造工艺流程及主要的实验测试器材（1）工艺流程：（2）实验所需生产设备及检测设备该实验依托于宁夏银星能源股份有限公司光伏电池制造分公司的太阳能电池生产线，主要测试设备如下：①电阻率测试仪（广州昆德四探针KDY-1）②少子寿命测试仪（semilab WT-2000）③测试分选机（berger）。
单晶硅生长过程中工艺参数对少子寿命的影响
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单晶硅生长过程中工艺参数对少子寿命的影响
演愈烈。《独立报》公布的相关资料显示［4-6］，全球气候变暖问题的罪魁祸首 就是二氧化碳的大量排放，在过去的大半个世纪，二氧化碳气体排放量每年 增长的平均水平大约为 1.3ppm，但是自从上世纪九十年代以来，随着经济的 飞速增长，这个数据增长到 1.6ppm，2002-2003 年增长到 2.0ppm，甚至在 2005 年前 10 个月的未公开数据显示这个数字已经增长到 2.2ppm，二氧化碳排放 有一个著名的卡亚公式： 二氧化碳排放=人口×人均GDP×单位GDP能源消耗×单位能耗碳排放量。 由卡亚公式可以看出，二氧化碳气体排放量还将随着化石燃料的消耗继续增 长。
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河北工业大学硕士学位论文
期短,规模大小随意,并且可以方便地与建筑物相结合，这样降低了建筑的受 热，降低了空调负荷，同时，光伏电池片还能作为建筑物的玻璃幕墙，节约 昂贵的外饰材料，无需架设电线，节省并入电网的投资，这些优点都是常规 发电和其他发电方式所没有的，因此太阳能具有其他新能源无与伦比的自然 优势 。 ［11-13］
In conclusion, and considering the actual production need, we can get the best suits of crystal growth metal level is -70mm, the most favorable technological parameters of integrity and uniformity is of crystal is Crucible Rotation 8rpm, Crystal Rotation 10 rpm. KEY WORDS: CZ-Si ，Minority carrier lifetime， Crucible Rotation， Crystal Rotation
2.高频光电导衰减法测量硅单晶少子寿命概要.
实验2 高频光电导衰退法测量硅单晶少子寿命1． 实验目的掌握一种测量硅单晶少子寿命的方法。
2． 实验内容用高频光电导衰退法测量硅单晶棒或单晶片的少子寿命。
3． 实验原理3.1 直流光电导衰退法直流光电导衰退法是根据恒定电流作用下半导体样品的光电导随时间衰减的特性来测量少子寿命的。
其测试简图见图1 。
图中，R 是被测半导体样品的体电阻，E 是直流电源，R C 是测试回路的限流电阻，且选择R R C >>，故可近似认为流过样品的电流I 恒定不变。
这样，用示波器记录光照停止后R两端电压随时间的变化就等同于记录R 随时间的变化，实际上也就是记录半导体中非平衡载流子浓度随时间的衰减的曲线，由此衰减曲线就可以得到单晶材料的少子寿命。
以N 型半导体为例，设样品暗电导率为0σ，光照下的电导率为σ，那么()100nq n μσ= ()20σσσ∆+=式（2）中，σ∆为附加光电导率。
假设光注入下非平衡载流子浓度为p n ∆∆,，若无明显的陷阱效应，近似有p n ∆=∆，所以附加光电导（σ∆）与非平衡少数载流子浓度（p ∆）之间有如下关系()()3p n pq μμσ+∆=∆ 在小注入条件下，近似有0σσ≈，故光照条件下电阻率的改变量为()411200σσσρ∆-≈-=∆相应电阻的改变量近似为()520σσρs l s l R ∆-=∆=∆式中s l ,分别为样品的长度和截面积。
将式（1）、（3）代入式（5），得到()600R n p R n p n ⋅+⋅∆-=∆μμμ式中，n q n R μ00=，它是无光照条件下半导体样品的体电阻。
于是，样品体电阻（R ）两端电压的改变量为()()7000V n p IR n p R I V n p n n p n μμμμμμ+∆-=+∆-=∆=∆把式（7）换一种写法，可以得到光照前后样品两端电压的相对变化与样品中少数载流子浓度之间的关系()80np n n p V V μμμ+∆-=∆式中V 为无光照时直流电流I 在样品上产生的电压降。
多次提纯对单晶少子寿命的影响
多次提纯对单晶少子寿命的影响张殿朝，闫萍，陈立强中国电子科技集团第四十六研究所，天津（300220）摘 要：本文分析了经过由多次真空区熔提纯后的多晶硅生长出的区熔硅单晶少子寿命较低的各种因素，并通过试验提出了相应的解决措施。
关键词：提纯，硅单晶，少子寿命1 引言高电阻率（数千至数万欧姆•厘米）、高少数载流子寿命(τ≥1500µs)区熔硅单晶作为一种新型的基础材料，本身纯度很高，补偿度低，是制备各种高灵敏度探测器件的首选。
欲制备此种区熔硅单晶，首先需要较好的多晶硅原料，一般为国产一级或进口一级区熔用多晶硅，然后需要对多晶硅原料进行多次真空区熔提纯(6-7次)，最后生长成单晶。
基于硅中磷及其他各种杂质在区熔提纯过程中的蒸发效应和分凝效应「1」，经过多次提纯后生长的单晶具有较高的纯度外，其少子寿命应较未经过提纯直接生长的单晶少子寿命高。
经实际测试，经多次提纯后的单晶的少子寿命不但整体较未提纯生长出的单晶低，且在硅单晶头部和尾部的少子寿命较低，可见，在整个提纯的过程中，必然存在某些因素造成了对原料的沾污。
本文分析了带来沾污的几种因素，并经过分析、试验，提出几种相应的解决措施。
2 多次提纯导致单晶少子寿命降低的几种因素我们首先对不同多晶生长出的硅单晶少子寿命进行了对比，结果如图所示：图1 不同原料生长出的硅单晶少子寿命对比图由上图可看出，A 多晶生长出的单晶具有很高的少子寿命；B 多晶在未经多次提纯的情况下，生长出的单晶依然可具有较高的少子寿命，但头、尾部的少子寿命呈现下降趋势；C 与D 经过多次提纯后生长出的单晶少子寿命全部低于A 和B ，且头部和尾部的少子寿命更是下降的比较多。
下面我们对导致单晶少子寿命下降的因素进行分析。
2.1 环境因素的影响1000200030004000头部(约20mm)中段2/5处中段3/5处尾部(约30mm)单晶测试部位少子寿命μs提纯理装炉将原始多晶硅棒多次区熔的工序流程如下图所示：图2 多晶提纯工艺循环示意图此过程中，多晶硅棒难免于外界空气中暴露，虽然可尽量减少硅棒暴露在空气中的时间，但空气含有的各种杂质分子、颗粒仍然会对硅棒造成微量的沾污，这无疑是造成硅棒整体少子寿命降低的因素，虽然区熔的杂质去除效应可以提高材料的纯度，但经多次提纯后，杂质去除效应已不明显，而环境带来的沾污依然存在，故经多次提纯后生长出的单晶少子寿命整体低于未经提纯直接生长的单晶的少子寿命。
专家传略—曾世铭教授
曾世铭（1 9 3 3 －）曾世铭，〞半导体硅材料技术专家，中国半导体硅单晶制备技术的主要开拓者之一。
1956－1957年从事半导体锗的原料制备和单晶生长技术工作。
1958年起至今一直从事于半导体级直拉硅单晶，区熔硅单晶和太阳电池级硅单晶的科研开发及生产工作，历时五十余年。
由于成绩突出，多次获得国家级和部级科技进步奖及北京有色金属研究总院的立功奖。
1991年荣获国务院政府特殊津贴。
曾世铭，1933年7月19日出生于江苏省徐州市。
年幼时随家庭迁徙在西北读完了小学、初中。
1948年回昆明以优异成绩获得奖学金于天南中学读高中。
1951年考取云南大学矿冶系，1953年院校合并转至昆明工学院有色冶金系学习。
1955年7月毕业，服从国家统一分配至有色金属研究院工作，任技术员，1981年晋升为高级工程师，1987年晋升为教授级高工。
1.拉制出中国第一根硅单晶和研发成功细硅芯拉制工艺技术拉制出中国第一根硅单晶：1956－1957年从事半导体锗的原料制备和单晶拉制工作。
1958年起转为半导体硅的科研和开发，担任课题组长并参与单晶炉的设计工作。
当时由于我国受到欧美等国的技术封锁，既无硅多晶原料，也没有籽晶，更没有单晶炉。
北京有色研究院为了攻克国家发展急需的这种高科技材料，承担了攻关任务。
1957年开展了硅多晶的研制工作，1958年“十一”献礼，研制出了100公斤的四氯化硅锌还原的针状硅，并设计和制造了单晶炉，使用从苏联带回来的籽晶，仅用了一个多月的时间，于1958年11月和同事们昼夜奋战，拉制出了我国的第一颗硅单晶，解决了有无问题。
之后在单晶的掺杂技术和增大直径方面经过努力也大有进展。
研发成功细硅芯拉制工艺技术：1963年使用有色金属研究院开发的高频基座拉晶炉研究成功细硅芯拉制工艺，成功地解决了批量生产高纯硅多晶工业中，氢还原工序必需的细硅芯材料问题。
以往都是用机床来切割成细硅芯的，速度慢，损耗大，长度短不利于工业化。
少子寿命在单晶硅太阳能电池生产中的变化研究
少子寿命在单晶硅太阳能电池生产中的变化研究刘金虎，刘邦武，夏洋，沈泽南，张祥，何静，宁婕妤（中国科学院微电子器件与集成技术重点实验室，北京100029）摘要：非平衡少数载流子的平均生存时间称为非平衡少数载流子的寿命，简称少子寿命。
作为评价硅片质量和太阳能电池生产工艺优劣的一个重要手段，少子寿命的地位越来越重要。
所以本文主要研究少子寿命在单晶硅太阳能电池生产中的变化和相应变化所产生的原因。
影响和改善少子寿命的主要因素包括：硅片质量，制绒去损，磷铝吸杂，PECVD钝化，热退火等。
关键字：少子寿命，制绒去损，磷铝吸杂，PECVD钝化，热退火The study of changes of the Minority carrier lifetime in the production ofmonocrystalline silicon solar cellLiujinhu;Liubangwu;Xiayang;Shenzenan;Zhangxiang;Hejing;Ningjieyu(Key Laboratory of Microelectronics Devices and Integrated Technology,Institute of Microelectronics,Chinese Academy of Sciences,Beijing100029,China)Abstract:Non-equilibrium minority carriers average survival time is called non-equilibrium minority carriers lifetime,for short minority carriers lifetime.As one of the important means,minority carriers lifetime is taking important part in the production of the crystalline silicon.Minority carriers life can detect the quality of the wafer and the production process.This paper mainly studies the significance and variation of minority carriers lifetime, the paper also analyse the reason for variation of minority carriers lifetime.Through the analysis of experimental results,summarized the main factors that affect and improve minority carriers lifetime.The main factors is the quality of the wafer,the effect of texturing,aluminium and phosphorus gettering,the passivation of PECVD and the thermal annealing.Key words:the minority carriers lifetime;texturing;aluminium and phosphorus gettering;the passivation of PECVD;thermal annealing0.前言：光生电子和空穴从一开始在半导体中产生直到消失的时间称为寿命。
表面复合对少子寿命测量影响的定量分析
表面复合对少子寿命测量影响的定量分析我们测量硅单晶、铸造多晶以及单晶硅片、多晶硅片的少子寿命，都希望得到与真实体寿命b τ相接近的测量值（表观寿命），而不是一个受表面影响很大的表面复合寿命s τ。
因为在寿命测量中只有b τ才能真正反映半导体材料的内在质量，而表面复合寿命只能反映样品的表面状态，是随表面状态变化而变化的变数。
通过仪器测量出的寿命值我们一般称为表观寿命，它与样品体寿命及表面复合寿命有如下关系，公式（1）由SEMI MF28-0707给出的计算公式τ0 =SF R τ--11（τ0或b τ表示体寿命）推演出来：SbFτττ111+=（1）即仪器测量值F τ，它实际上是少子体寿命b τ和表面复合寿命s τ的并联值。
光注入到硅片表面的光生少子向体内扩散，一方面被体内的复合中心（如铁原子）复合，另一方面扩散到非光照面，被该表面的复合中心复合。
光生少子在体内平均存在的时间由体复合中心的多少而决定，这个时间就称为体寿命。
如果表面很完美，则表面复合寿命趋于无穷大，那么表观寿命即等于体寿命。
但实际上的表面复合寿命与样品的厚度及表面复合速度有关。
由MF1535-0707中给出sl Dlsp diff s 222+=+=πτττ （2）可知，其中：diff τ=Dl22π——少子从光照区扩散到表面所需的时间sp τ=2ls——少子扩散到表面后，被表面（复合中心、缺陷能级）复合所需要的时间l ——样品厚度D ——少子扩散系数，电子扩散系数Dn=33.5cm 2/s ，空穴扩散系数Dp=12.4 cm 2/sS ——表面复合速度，单位cm/s硅晶体的表面复合速度随着表面状况在很大范围内变化。
如表1所示：表1据文献记载，硅抛光面在HF 酸中剥离氧化层后复合速度可低至0.25cm/s ，仔细制备的干氧热氧化表面复合速度可低至1.5-2.5cm/s ，但是要达到这样的表面状态往往不容易，也不稳定，除非表面被钝化液或氧化膜保护。