АНАЛИЗ ДЕФЕКТОВ СТРУКТУРЫ И ИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ В УЛУЧШЕННОМ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ КРЕМНИИ, ВЫРАЩЕННОМ МЕТОДОМ НАПРАВЛЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ Текст научной статьи по специальности «Физика»

АНАЛИЗ ДЕФЕКТОВ СТРУКТУРЫ И ИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ В УЛУЧШЕННОМ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ КРЕМНИИ, ВЫРАЩЕННОМ МЕТОДОМ НАПРАВЛЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ

Хорошева М.А.1, Пещерова С.М.2, Чуешова А.Г. 3, Вдовин В.И.4, Федина Л.И.4

1 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук, Черноголовка,

Россия, [email protected] 2Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

образования «Иркутский государственный университет», Иркутск, Россия 3Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геохимии им. А.П. Виноградова Сибирского отделения Российской академии наук, Иркутск,

Россия

4 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии

наук, Новосибирск, Россия

С помощью методов селективного химического травления, EBSD, ATEX расчетов и STEM были проведены исследования микроструктуры UMG-Si. Образцы были вырезаны так, чтобы две грани (верхняя и нижняя) соответствовали радиальным сечениям слитка, а четыре боковые соответствовали осевым сечениям. Электрическая активность дислокаций и межзеренных границ исследована с помощью LBIC.

Была предпринята попытка изучения дендритной структуры mc-Si с помощью ИИ. Обнаружено, что в зернах с ориентацией {111} реализуется дендритный рост, в отличие от зерен {001}. Стволы дендритного дерева в зерне {111} ограняются £3 - {112} границами c отклонением от точной ориентации в пределах 2°, что указывает на их фасетированный характер. Согласно ATEX расчетам такие £3 границы являются несовместимыми со скольжением дислокаций, что приводит к их накоплению и образованию многочисленных малоугловых границ с расстоянием между дислокациями до 50 нм, что в свою очередь приводит к значительному уменьшению диффузионной длины неосновных носителей.

Анализ сечения слитков с помощью ИИ (рис.1) показал, что характерной особенностью данных кристаллов является наличие £3 границ, ориентированных под 90° и отклоненных на угол до 15°, которые формируют favorable oriented и unfavorable oriented стволы дендритного дерева. Небольшое количество 45° ветвей дендритов создается случайно ориентированными двойниками, растущими на фасетках межзеренных границ.

Дерево дендрита. Оптика

ИИ изображение £3 границ

Рис. 1 ИИ анализ дендритного роста mc-Si: распределение £3 границ в сечении слитка.