3.2 少子寿命与位错密度对比

　　Fig.2.Minority carrierlifetime mapping of (a) mc silicon-seeded ingot (b) silicon nitride-seededingotminority carrier lifetime curve comparison of the two ingots.

　　图2所示为两硅锭半截面少子寿命差异对比，图中彩色区域代表由于杂质、缺陷等引起的低少子区域。可以明显看出有籽晶高效多晶硅锭低少子区域较少，而且分布均衡。而无籽晶高效多晶硅锭低少子区域分布较多，但是底部红区高度明显偏低。M.Trempa等通过一种高效阻挡层的实验[10]解释了有籽晶高效多晶硅锭底部红区较高的原因，他们认为底部红区是由于底部坩埚与籽晶杂质扩散的共同影响引起的。而无籽晶高效多晶硅技术仅仅只有坩埚杂质的扩散，因此底部红区的高度相对较低。本文实验中有籽晶高效多晶硅锭剩余籽晶的高度为10mm左右，而底部红区的高度为 55-60 mm之间，然而无籽晶高效多晶硅锭底部红区高度仅仅为45mm左右，因此无籽晶高效多晶硅技术硅锭具有一定的良率优势。

　　Fig.3.(a-c) the wafer PLquality comparison of the C15, C14 and B13 bricks from thetwo ingots.

　　通过两硅锭相同位置硅块底部到顶部顺序片的PL检测数据对比可以看出，有籽晶高效多晶硅锭的晶体品质较高，综合评分分别高出7.3%，7.75%和5.5%，且优势主要体现在中下部位置，而顶部位置相同或者偏低。位错团簇是影响晶体品质的主要原因之一，而位错团簇往往生成于CSL晶界并湮灭于随机晶界[4]，同时晶向也可以影响位错延伸生长[4]，因此晶体品质与晶界类型和晶向有一定的关系。为解释造成晶体品质差异的原因，我们进行了两硅锭相同位置晶向晶界比例差异的对比。

　　3.3 晶向与晶界对比

　　Fig.4.Comparison of (a) thegrain orientation and (b) the grain boundary of wafersfrom bottom part of thecenter bricks C15 of the ingots.

　　图4所示为EBSD检测晶向与晶界差异对比。由图4a所示晶向的分布差异对比可以得出有有籽晶高效多晶硅锭中{112}晶向占主导，另外{113}、{111}和{315}晶向也占有较高的比例。{112}晶向具有较低的界面能，通常高品质的多晶硅锭具有较高比例的{112}晶向[3]。无籽晶高效多晶硅锭的晶向分布中{111}和{112}晶向占主导，其中{111}占比最高，而{113}和{315}晶向比例较小，因此无籽晶高效多晶硅锭的晶向分布相对集中，晶向比例分布不均衡。两硅锭都具有较高比例的{112}晶向，但是分布存在一定差异。有籽晶高效多晶硅锭的晶向分布相对均衡的原因在于底部籽晶的随机分布，有籽晶高效多晶硅技术是一种外延生长，晶向的分布较大程度取决于底部籽晶的随机分布，因此获得的晶向分布相对均衡。无籽晶高效多晶硅锭的形核依靠形核层的粗糙度与特定的过冷度。特定的过冷度会使得形核时的温度窗口较小，而晶向的形成与形核温度有直接关系。因此特定的温度区间内晶向分布相对集中，某种晶向会占据比较高的比例。

　　图4b所示为晶界检测结果对比，通过对比可以得出有籽晶高效多晶硅锭具有较高比例的随机晶界。位错团簇往往易湮灭于随机晶界[4]，因此较高的随机晶界对应的位错团簇密度相对较低，所以有籽晶高效多晶硅锭的硅片具有较低的位错密度与较高的晶体品质。这一检测分析结果与图3所示PL检测结果相吻合。有籽晶高效多晶硅锭具有较高比例的随机晶界归因于籽晶的随机分布。无籽晶高效多晶硅锭形核在特定的温度梯度范围内，晶向分布相对集中，随机晶界的比例相应减少及CSL晶界相应增多，因此无籽晶高效多晶硅锭的品质受到形核过程温度的影响较明显，因此无籽晶高效多晶还有较多优化空间。