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http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/52910
標題: | 適應性相場模式在矽晶片電致區熔之研究 Adaptive Phase Field Modeling of Electric Zone Melting of Silicon Wafers |
作者: | Jing-Yi Lin 林京誼 |
指導教授: | 藍崇文(Chung-Wen Lan) |
關鍵字: | 電致區熔,矽晶片,相場模式, electric zone melting,silicon wafers,phase-field model, |
出版年 : | 2015 |
學位: | 碩士 |
摘要: | 現今太陽能電池產業使用的矽晶片,大多由單向凝固的晶錠切片而來,由於切割損失,造成高純度矽的浪費。而直拉薄片可以省去切割程序,但由於雜質、位錯等問題,使得現有的技術尚難有實際的應用。電致區熔是一個新的概念技術,利用電流的焦耳加熱形成熔區,無須接觸模具就能夠應用於矽薄片的生長,是項有趣且具潛力的技術。本論文以前人發展的電致區熔實驗為基礎,利用相場模式研究電致區熔的熱場、界面行為。為了更深入了解熔區的寬度和物性、熱條件之間的關係,亦發展了一理論熱平衡模式,來預測熔區寬。由理論結果吾人發現,若散熱愈少,則熔區的寬度反而會下降,其原因在於固體較低的溫梯使電流被分散。選取合理的物性與熱條件,理論解與相場模型能得到幾乎相同的結果,且與實驗結果非常接近。熔區的遷移是依靠燈源的移動,但速率被侷限在6 mm/min,是由於晶片的變形導致燈源聚焦效果下降,透過熔化端的保溫或是增強燈源功率,增加熔區兩端的固體溫梯差距,能夠讓移動速率明顯上升。第二部分則探討不同物理性質的雜質顆粒對於介面行為的影響,顆粒接觸熔區的比例與導電度對介面的影響有關。顆粒接觸的熔區多,介面受到影響愈多。顆粒導電性高,發現熔區包覆顆粒,類似實驗上觀察到的短路現象,熔區在靠近時突然彎向顆粒。此外,利用焦耳加熱的分布,也能夠解釋介面變形的原因,結果與實驗相當吻合。 |
URI: | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/52910 |
全文授權: | 有償授權 |
顯示於系所單位: | 化學工程學系 |
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