Вдовин В.И. Гутаковский А.К. Насимов Д.А. Степанов В.Д. Пешерова С.М. Чуешова А.Г. Хорошева М.А. Федина Л.И.
Структурная диагностика слитков mc-Si и реконструкция дендритного роста при направленной кристаллизации
Докладчик: Вдовин В.И.
К настоящему времени структурные характеристики слитков мультикристаллического кремния (mc-Si) и зависимость их от параметров выращивания при направленной кристал-лизации достаточно хорошо изучены [1]. Накопленные данные позволяют выявить общие закономерности формирования межзёренных границ, двойников и дислокационных мало-угловых границ, несмотря на огромное разнообразие наблюдаемых картин распределения дефектов в слитках. Так, например, были установлены особенности на фронте кристаллиза-ции, приводящие к образованию двойников и дендритному росту зёрен. Эти результаты бы-ли получены с помощью методов in-situ исследования процессов на фронте кристаллизации с использованием рентгеновского излучения [2]. Такой подход связан с масштабными огра-ничениями в пределах миллиметрового диапазона.
В настоящей работе предпринята попытка макроскопического анализа процесса дендритного роста слитков Si диаметром до 10 см по данным структурных исследований распределения дефектов в материале. Подход основан на исследовании сопрягающихся ра-диальных и осевых срезов (рис. 1) на фрагментах (1 см3) слитков с использованием методов селективного химического травления (СХТ: оригинальные VLV и VST травители), скани-рующей (EBSD, BSE) и просвечивающей (TEM, HRTEM) электронной микроскопии, а так-же свето-индуцированного наведенного тока (LBIC). Особое внимание уделялось преодоле-нию трудностей сопоставления картин EBSD и СХТ, особенно в случаях высокой плотно-сти (>107 см-2) дислокаций. Эта задача успешно решена с применением СХТ, обеспечиваю-щего получение дислокационных ямок травления с размером ≤1 мкм, и SEM в режиме об-ратноотражённых электронов (BSE), обеспечивающей получение тонального разделения зё-рен с различной кристаллографической ориентацией на электронно-микроскопических изображениях.
Структурная диагностика материалов выполнена при поддержке проекта РНФ № 23-72-30003.
Литература
1. Handbook of Photovoltaic Silicon, Ed. Deren Yang, Springer Berlin, Heidelberg, 2019
doi.org/10.1007/978-3-662-56472-1
2. M.G. Tsoutsouva, T. Riberi-Beridot, G. Regula et al. In situ investigation of the struc-tural defect generation and evolution during the directional solidification of <110> seeded growth Si // Acta Materialia 115 (2016) 210-223
К списку докладов