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- 저자 : 블라디미르 아르테미예프(Vladimir Artemyev) (검색결과 2 건)
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단결정 실리콘 잉곳 결정성장 속도에 따른 고-액 경계면 형성 및 Defect 최적화
전혜준(Hye Jun Jeon),박주홍(Ju Hong Park),블라디미르 아르테미예프(Vladimir Artemyev),정재학(Jae Hak Jung) 한국태양광발전학회 2020 Current Photovoltaic Research Vol.8 No.1
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.
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Pulling rate, rotation speed 및 melt charge level 최적화에 의한 쵸크랄스키 공정 실리콘 단결정의 O<sub>2</sub> 불순물 최소화 설계
전혜준 ( Hye Jun Jeon ),박주홍 ( Ju Hong Park ),블라디미르아르테미예프 ( Vladimir Artemyev ),황선희 ( Seon Hee Hwang ),송수진 ( Su Jin Song ),김나영 ( Na Yeong Kim ),정재학 ( Jae Hak Jung ) 한국화학공학회 2020 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.58 No.3
대부분의 단결정 실리콘 잉곳은 초크랄스키(Czochralski(Cz)) 공정으로 제조된다. 그러나 단결정 실리콘 잉곳을 제품화 및 태양 전지 기판으로 가공하였을 때 산소 불순물이 있는 경우 낮은 효율성을 나타내는 경향이 있다. 단결정 Si-잉곳의 생산을 위해서는 용융 Si를 녹인 다음 단결정 Si의 시드(Seed)로 결정화하는 초크랄스키(Cz) 공정을 도입한다. 용융된 다결정 Si-덩어리를 단결정 Si-잉곳으로 결정성장 될 때, 열 전달은 Cz-공정의 구조에서 중요한 역할을 한다. 본 연구에서 고품질 단결정 실리콘 잉곳을 얻기 위해 Cz-공정의 최적화된 설계를 구성하였다. 결정 성장 시뮬레이션로부터 결정성장을 위한 Pulling rate 및 Rotation speed에 최적의 변수값을 형성하기 위해 사용되었으며, 변형된 Cz-공정에 대한 연구 및 해당 결과가 논의되며 결정 성장 시뮬레이션을 사용하여 Cz-공정의 Pulling rate, Rotation speed 및 Melt charge level의 최적화된 설계로 인한 결정성장시 단결정 실리콘으로 유입되는 산소 농도 최소화를 설계하였다. Most mono-crystalline silicon ingots are manufactured by the Czochralski (Cz) process. But If there are oxygen impurities, These Si-ingot tends to show low-efficiency when it is processed to be solar cell substrate. For making single-crystal Si- ingot, We need Czochralski (Cz) process which melts molten Si and then crystallizing it with seed of single-crystal Si. For melts poly Si-chunk and forming of single-crystalline Si-ingot, the heat transfer plays a main role in the structure of Cz-process. In this study to obtain high-quality Si ingot, the Cz-process was modified with the process design. The crystal growth simulation was employed with pulling rate and rotation speed optimization. Studies for modified Cz-process and the corresponding results have been discussed. The results revealed that using crystal growth simulation, we optimized the oxygen concentration of single crystal silicon by the optimal design of the pulling rate, rotation speed and melt charge level of Cz-process.
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