硅片缺陷自动检测分类方法探究

作为电池发电实际效率的重要影响因素,硅片质量具有重要作用。生产硅片的过程中需要综合考虑多种因素,这是因为硅片生产本身具有一定的缺陷。其中,多晶硅片经常性的缺陷主要是纯度不高以及位错缺陷。单晶硅片当中产生的缺陷主要是漩涡缺陷。出现硅片缺陷可能会造成电池片发电能力受到影响,并降低电池的使用寿命。为此,加强对半导体硅片的自动检测分类方法进行研究具有重要意义。     

Zn1-xMgxO薄膜的低压MOCVD生长与性质

利用低压金属有机物气相沉积(LP-MOCVD)技术,采用两步生长法,在(0001)蓝宝石衬底上获得了纤锌矿结构的Zn1-xMgxO合金单晶薄膜.实验发现随着Mg原子的增多,ZnMgO的晶格常数逐渐减小.X射线衍射谱中未出现除(0002)峰之外的其他峰位,表明该合金薄膜具有很强的择优取向和较好的晶体质量.室温透射谱与光致发光谱显示,其吸收边或带边发光峰随Mg原子浓度的增加首先出现红移然后出现蓝移.该反常现象与ZnMgO薄膜中产生的杂质缺陷的行为有关.研究表明在MOCVD生长ZnMgO合金薄膜过程中,必须优化与控制反应条件,以抑制杂质缺陷的产生.     

太阳电池用多晶硅锭红外检测中阴影的表征分析

研究了多晶硅铸锭过程中,硅锭内部红外探伤测试中显示黑斑位置晶体缺陷的杂质组成,并根据杂质成分推导了此种缺陷的形成机理和条件.采用光致发光(PL)技术、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对杂质进行了表征与分析.结果显示,形成阴影的夹杂在晶界中存在的形态主要为针状或薄片状,其组成成分主要为C,N和Si元素.而Si3N4的出现可能有两个原因:一是Si3N4涂层脱落而沉积在晶界中;二是溶解在液相中的N局部过饱和.此外,结晶过程中,SiC也随之成核并生长,在晶界上形成夹杂物,同时伴随着微缺陷的增加.据此提出了去除多晶硅锭内部阴影的几点措施.     

Zn_(1-x)Mg_xO薄膜的低压MOCVD生长与性质

利用低压金属有机物气相沉积 (L P- MOCVD)技术 ,采用两步生长法 ,在 (0 0 0 1 )蓝宝石衬底上获得了纤锌矿结构的 Zn1 - x Mgx O合金单晶薄膜 .实验发现随着 Mg原子的增多 ,Zn Mg O的晶格常数逐渐减小 .X射线衍射谱中未出现除 (0 0 0 2 )峰之外的其他峰位 ,表明该合金薄膜具有很强的择优取向和较好的晶体质量 .室温透射谱与光致发光谱显示 ,其吸收边或带边发光峰随 Mg原子浓度的增加首先出现红移然后出现蓝移 .该反常现象与 Zn Mg O薄膜中产生的杂质缺陷的行为有关 .研究表明在 MOCVD生长 Zn Mg O合金薄膜过程中 ,必须优化与控制反应条件 ,以抑制杂质缺     

Finder-1000 X射线能谱仪在彩色显像管玻璃制造中的应用

显像管玻璃是由各种粉末状原料经1000℃以上高温熔制而成的,这是一个复杂的硅酸盐形成过程.在整个熔制和成型过程中不可避免地会产生由于工艺变化等因素而造成的玻璃制品缺陷,由于夹杂在玻璃中的杂质非常小,要确定微小杂质的成分,需要对杂质作微区的显微分析.我们利用Finder-1000 X射线能谱仪对各种杂质进行成分分析,从中找出引起杂质的原因,解决生产过程中的问题.Finder-1000 X射线能谱仪对指导生产,改进工艺起到重要作用.     

X射线光刻掩模背面刻蚀过程中的形变仿真

开发了理论模型以验证有限元方法用于X射线光刻掩模刻蚀过程数值仿真的正确性。利用相同的有限元技术，对X射线光刻掩模的背面开窗、Si片刻蚀过程进行数值仿真。结果表明，图形区域的最大平面内形变(IPD)出现在上、下边缘处，最大非平面形变(OPD)出现在左、右边缘处。此外对Si片单载荷步刻蚀和多载荷步刻蚀的仿真进行比较，结果表明图形区域最终的形变量与Si片刻蚀的过程无关。     

晶体硅太阳能电池片老化特性研究

利用铝背场材料水煮特性的差异性,对4种铝背场多晶太阳能电池片的水煮特性进行了研究,详细分析了4种不同铝背场电池片老化特性(冷-热循环特性和湿热特性)与水煮特性的关系,同时也探讨了单晶与多晶电池片老化特性的差异性。结果表明:铝背场水煮特性较好的电池片表现出较好的湿热老化特性,但电池片的冷-热循环老化特性与其水煮特性无直接关系;单晶电池老化特性略优于多晶,且冷-热循环约40周后电池效率衰减基本稳定,湿热老化450~500 h后电池效率衰减基本稳定。     

二次退火对p型GaN的应变影响

采用LP-MOCVD在蓝宝石基片上外延生长了Mg掺杂p-GaN,并对样品进行了退火处理.利用高分辨X射线衍射(HRXRD)对经不同退火时间处理后的样品进行了测试分析,从应变的角度对p型GaN中的杂质和缺陷行为特性进行了分析和探讨.结果表明:p型GaN的应变状态与其退火过程中的杂质和缺陷行为及其最后的电学性能都有着一定的规律性.     

PVT法掺钒SiC单晶生长电阻率变化规律研究

在采用COREMA方法测试SiC晶片电阻率时发现同一晶片电阻率相差较大,主要体现在高阻(>105Ω.cm量级)和低阻(<105量级)并存,有的甚至超高阻(>1012量级)和低阻并存,针对这一测试结果,开展了相关的实验研究,SiC单晶半绝缘性能的实现是通过在单晶生长过程中掺入深能级杂质V来补偿浅施主N和浅受主B,利用二次质谱(SIMS)对同一晶片不同区域的杂质元素V、N和B含量进行测试,结果发现晶片中V和N的含量都在1×1017量级时会出现同一晶片不同区域电阻率相差较大的情况,而当V含量在1×1017量级,N含量在5×1016量级以下时,可制备电阻率均匀性好的半绝缘SiC单晶。     

一种新的适用于高空雷达传播的混合模式

针对雷达高度较高的电波传播情况,分析了无线电物理光学(RPO)混合模式在这种条件下可能产生的多种计算错误.高空混合模式在高仰角区域引入只考虑直射射线的直射线平地球FEDR模式来弥补单一抛物方程模式的不足,避免了RPO模式的计算缺陷,但近距离的电波效应计算不够准确.其解决的方法是通过引入RO模式计算近距离处反射射线的干涉效应,建立一种新的适用于高空雷达传播的混合模式,并给出了计算结果.结果表明,改进的高空混合模式能够演示近距离处射线的干涉效应,可以更准确地描述雷达电波传播特性.     

竖直式HVPE反应系统的理论模拟与GaN厚膜生长

根据流体动力学模型,研究了反应气体在反应室内的浓度分布,以及反应室的温场分布.NH3浓度在衬底附近分布均匀,而GaCl浓度在衬底中心区域较大,周边较小.实验结果表明,外延层在中心区生长速率为260μm/h,周边为140/μm/h.X射线摇摆曲线半高宽为141".O杂质的引入,使得样品具有较强的黄光发射.     

局部对比度增强的热电池缺陷检测算法

针对射线源管电压限制引起的X射线透射图像局部纹理特征不明显的问题,提出了局部对比度增强的改进灰度峰值坐标比对算法.以某型号热电池为例,通过试验确定了管电压变化对电池堆负极、集流片灰度变化规律的影响,分析了管电压与图像标准差、平均梯度、信息熵之间的关系,确定了缺陷检测的理想管电压值.对于大尺寸热电池,通过自适应对比度增强...     

竖直式HVPE反应系统的理论模拟与GaN厚膜生长

根据流体动力学模型,研究了反应气体在反应室内的浓度分布,以及反应室的温场分布.NH3浓度在衬底附近分布均匀,而GaCl浓度在衬底中心区域较大,周边较小.实验结果表明,外延层在中心区生长速率为260μm/h,周边为140/μm/h.X射线摇摆曲线半高宽为141".O杂质的引入,使得样品具有较强的黄光发射.     

不同钝化结构的HgCdTe光伏探测器暗电流机制

在同一HgCdTe晶片上制备了单层ZnS钝化和双层(CdTe+ZnS)钝化的两种光伏探测器,对器件的性能进行了测试,发现双层钝化的器件具有较好的性能.通过理论计算,分析了器件的暗电流机制,发现单层钝化具有较高的表面隧道电流.通过高分辨X射线衍射中的倒易点阵技术研究了单双层钝化对HgCdTe外延层晶格完整性的影响,发现单层ZnS钝化的HgCdTe外延层产生了大量缺陷,而这些缺陷正是单层钝化器件具有较高表面隧道电流的原因.     

离子探针SMI—300在研究钨丝中钾泡的应用

近年来,各种表面分析仪器的出现,例:离子探针显微分析仪、俄歇电子能谱仪、X射线光电子谱、场致显微镜等.它们的出现一方面推动了凝聚态物理、固体物理、表面科学理论方面的发展,另一方面由于它们的应用也给材料科学的研究灌输了新鲜血液.晶体内部存在着杂质和缺陷,材料的性质对它们极为敏感,所以只有掌握了晶体中杂质和缺陷分布组态与运动规律,才能够理解各种结构敏感性能的物理本质,从而为改善材料技术性能的工作提供牢靠的科学依据.     

n型晶体硅太阳电池光诱导衰减现象研究

基于n型晶体硅太阳电池,分析了经光辐照后电池各性能参数的变化,探究了n型晶体硅太阳电池光诱导衰减机理.使用工业化设备在大面积(156 mm×156 mm)n型单晶硅片上制备太阳电池.利用太阳光谱模拟仪对制备的太阳电池进行光照处理,对比各阶段太阳电池电性能参数.结果表明,光照时会导致太阳电池表面减反射膜SiN:H/Si界面处积聚大量固定电荷,增大界面态密度,破坏电池表面钝化层结构,导致开路电压和短路电流产生较大衰减,35 kWh/m2光辐照后n型硅太阳电池效率衰减3.6％.在380℃低温退火处理后电池效率基本可恢复到初始状态.内量子效率测试结果表明光辐照后电池短波区域响应减弱,前表面界面效应导致电池效率发生较大衰减.     

闪烁体缺陷引起的CT图像伪影修复

为了修复X射线投影图像中闪烁体缺陷引起的图像伪影,提高X射线投影图像的三维重构质量,结合X射线成像过程中闪烁体缺陷的结构特点,提出了一种改进的BSCB修复算法(IBSCB)。利用Kirsch算子对本底图像进行处理,获得标记出闪烁体缺陷像素的掩膜图像。进而对样品投影图像中相应的缺陷区域按照由外及内的顺序迭代进行修复和扩散,在对外层缺陷区域修复完成后,利用修复后的信息修复内部缺陷区域,并且根据周围缺陷像素的个数确定修复和扩散过程中的迭代系数和迭代次数;对于其中的修复过程,采用log算子滤波,并将滤波后的信息沿等照度线方向扩散实现图像修复。从主观视觉和客观数据两方面对BSCB和IBSCB修复算法进行评价。不同放大倍率下X射线投影图像的修复结果表明:IBSCB不但提高了修复质量,而且其修复速度也比BSCB算法提高了5~6倍。比较修复前后X射线投影图像的三维重构图像,进一步验证了本文算法的有效性。     

一种改进Faster R-CNN的太阳能电池片缺陷检测方法

针对传统太阳能电池片检测方法中检测时间过长,检测精度不高等缺点,提出了一种改进Faster R-CNN的太阳能电池片缺陷检测方法.以Faster R-CNN为框架,以ResNet50为网络主干,针对小目标缺陷,融入了基于FPN的多尺度检测网络,并应用了 GA-RPN结构,实现对太阳能电池片缺陷的检测.实验结果表明,较原...     

GaSb和InAs单晶衬底的晶格完整性

通过X线衍射分析和位错腐蚀,发现在GaSb(100)晶片的中心区域容易形成呈枝蔓状分布的高密度位错聚集区,这些位错引起严重的晶格畸变.通过分析晶体生长条件,证明生长过程中产生的大的温度过冷造成了晶体中心区域的枝蔓生长,产生大量位错.富As条件下生长的InAs单晶中产生大量与As过量有关的晶格缺陷,明显降低了晶体的完整性.     

GaSb和InAs单晶衬底的晶格完整性

通过X线衍射分析和位错腐蚀,发现在GaSb(100)晶片的中心区域容易形成呈枝蔓状分布的高密度位错聚集区,这些位错引起严重的晶格畸变.通过分析晶体生长条件,证明生长过程中产生的大的温度过冷造成了晶体中心区域的枝蔓生长,产生大量位错.富As条件下生长的InAs单晶中产生大量与As过量有关的晶格缺陷,明显降低了晶体的完整性.