单 晶硅 的主要 参数 有型号 、 电阻率 、 少子寿 命 、 位错 密度 、晶向 、碳氧 含量 等 。它们 对单 晶硅棒 的 品质 有决 定性的 作用 ， 并 且影 响着单 晶硅 后续工 艺 电池 片的处 理工艺 。 电 阻率是其 中最 为复 杂的一 个 参数 ， 它 跟工艺 有着 密切关 系 。本文 主要探 讨单 晶 硅 电阻率这 一参数 。由于 相 同的原料 经过 不 同的配 比 ， 可 以得 到 多种不 同的配 料方 案 ，因此 对于单 晶 硅 不仅 要配 比 出合 格 的电阻 率 ， 还需 要考 虑单 晶成 品 、装 料合理 性 以及原料 整体 价格 合理性 等 问题 。 直拉单 晶硅配 料的精 确性与配 料的稳 定性及 选 料 的合理 性 有着密 切的关 系 ， 因此要 想配 出精准 电 阻率和 整体价 格合理 的单 晶硅棒 ， 就要 对原 料 的采 购 进行 严 格 的控制 ，对选 料划 分 进行 合理 的 安排 ， 以及在 后续生 产 中进行及 时必 要的修 正和 总结 。

二、 原料采购环节控制 原料 市场 相对 混乱 ， 产 品 良莠不 齐 ， 加上 一 些 中间商 由于 利益 的 驱使 ， 难 免掺 有一 些 品质 不稳 定 的原料 ， 所 以采购 环节 非常 重要 。为 了降低拉 晶 成 本 ， 不 仅 要采 购原 生 多晶体 ， 也要 采购 一些 片料 、 棒 料 等 ，只 有 合 理 搭 配 才 能 降 低 价 格 。采 购 过 程 中 应 尽 可能 跟大 厂家 、 大的 代理 商合 作 ， 这 是 因为大 厂 家 生 产 的 产 品 质量 相 对 稳 定 ，产 品参 数 也 相 对 准 确 。 经 过 中间 商购 买的 原料 最好 是经 过考 察 ， 少 量 试 用 ， 选 择料 源 品质 、 质 量相 对稳 定 ，诚信 度较 高的代理商

三 、原料选料环节控制 选 料是 配料 的关键 ， 选 料的 好坏直 接影 响到配 料 的准确性 。选料 分两 个工 序 ，先选 型号 ，后选 电 阻 率 。 1型号 的选择

根 据载 流 子 类型不 同 ，导 电类 型也 不 同划分 。 原料 一般分 为 P 型和 N型 ，当然也会 出现 一面 表现 为 P 型 、另一 面表现 为 N型 的阴 阳料 。 2 电阻率 选择 电阻率 区问划 分至关 重要 ， 分选 太细 会增加 选 料的 难度和 劳动 强度 ，分选 太粗 ， 又 会直接 影 响后 续配 料 电阻率 的准确性 ，因此合理 划分 很重要 。 四 配料环节 的控制 配料 的基 本原则 ： ( 1 ) 对于 P 型 原料 ， 应 使所配 比原料 中的硼原 子总 浓度 与 目标 电阻率所 对应 的硼 原 子浓 度相 等； ( 2 ) 对于 N型原料 ， 应 使所配 比原料 中的磷原 子总 浓度与 目标 电阻率所对 应 的磷 原子浓 度 相 等 。 根据 G B ／ T   1 3 3 8 9 — 1 9 9 2   掺硼 掺磷 硅单 晶 电阻 率与掺 杂剂浓 度换 算规程  ，则 有 ：
( 1 ) 掺 硼硅 单 晶电阻 率计算 掺杂浓 度值 J V 1 ． 3 3 0   X   1 0   1 ．0 8 2   x   1 0 1 7
、 ， l _ — — +— —
P   P[ 1 + ( 5 4 ． 5 6   X   p )   ]
( 2 ) 掺 硼硅 单 晶掺 杂剂 浓度 计算 电阻率 P

( 3 ) 掺 磷硅单 晶 电阻率计 算掺 杂剂 浓度
6 ． 2 4 2   x   1 0   J   8
，
Ⅳ = — — × 1   0   J   P   ( 3 )
I   A o + A 1   十 A  + A
一   I +B．  十   +B
式 中 ： x = l o g l   ；
A   = 一 3 ． 1 0 8 3；
Al = 一 3 ． 2 6 2 6；
A， = 一 1 ． 2 1 9 6：

A   一0 ， 1 3 9 2 3 ；
B． =1 ． 0 2 6 5：
B2 = 0． 3 8 7 5 5；
B   0 ． 0 41   8 3 3
( 4 ) 掺磷 硅单 晶掺 杂剂 浓度 计算 电阻 率
．  6 ． 2 4 2   X   1 0
p = — ]   一 × 1 ( ) Z
A ' 0 + A' j y +A   ) '
( 4 )
l 厶 一 I + B   l y + B ' z y   + B   y
式 中 ： y = ( 1 o g l   一 1 6 ；
A  o 一 3 ． 0 7 6 9 ：
A   ． = 2 ． 2 1 0 8 ；
A   = 一 0 ． 6 2 2 7 2；
A '
，
-0 ． 0 5 7 5 0 1 ；
B   I = 一 0 ． 6 8 1 5 7；
B' 2 = 0 ． 1 9 8 3 3 ；
B   = 一 0 ． 0 1 8 3 7 6
国 内太 阳 电池 片 主要 为 P 型 ， 因此 本 文 只讨 论 P 型硅 单 晶 体配 料 的 情 况 。 一 般 要 求拉 制 单 晶硅 棒 的 电 阻率 范 围为 0 ． 5 ～3 Q · c m， 但 由于 杂 质 分凝 现 象 的影 响 ， 单 晶棒 从 头 到尾 电阻 率 由高 到 低 分布 ， 单 品棒 头 部 的 电阻 相对 较 高 ， 杂 质相 对 较 少； 尾 部 电 阻率 较 低 ， 对 应 的杂 质 相对 较 多。因此配 料 时 ， 为 了不 出现 跑 阻 等 现 象 ，使 拉 制 出 的单 晶 棒 电阻 率在 0 ． 5 ～3 Q · c m 的 范 围 内 ，头 部 目标 电阻 率 一 般 为 2 f 2 · c m 以上 ， 一般 在 2 ～2 ． 5 Q · c m范 围 内较 合 理 。

五 常见 案 例
1案例 一
设 ： 有 P 型 、电阻率分 别为 0 ． 4 、 3 、 6 、 2 0 Q · c m 的 4 种原 料 ， 要 求配一 炉 质量为 6 0 k g 、 目标 电阻率 范 围在 0 ． 5 ～3 ~ 2 · c m 的硅 料 。 解 为 了使直拉出的晶棒在 目 标范围内而不跑 阻， 令配 比后 的 目 标 电阻率为 2 ． Q · c m，分凝 系数为 0 ． 8 5 。 根据 式( 1 ) ，可得 0 ． 4 、2 、3 、6 、2 0 Q · c m 对应 的杂质浓度分别 为 4 ． 2 × 1 0   6 c m一 3 、 6 ． 9 5 × 1 0   c m一 3 、
4 ． 5 6   X  1 0   c m 一 3 、 2 ． 2 5   X   1 0   c m 一 3 、 6 ． 6 7   X  1 0   c m 一 3 。 电阻 率 2 0 Q · c m的硅料 质量 为 3 0 0 0 0 g ， 电 阻率 6   Q · c m的硅料 质量 为 1 5 0 0 0 g ， 设 电 阻率 0 ． 4 Q · c m 的 硅料质 量 为x ( g ) ，电阻率 3 Q · C l T I 的硅料 质量为 Y

( g ) 。   根 据 P 型 配 料的基 本原 则 ，则 有 ：
3 0 O 0 0 × 6 × 1 0   +1 5 0 0 0   X   6 ． 9 5   X   1 0 ’   +   X
2 ． 2 5   X   1 0 ’   + v× 6 ． 6 7× 1 0   4 - 6 0 0 0 0× 6 ． 2 9×
1 0   5 ／ 0 ． 8 5
3 0 0 0 0 +1   5 0 0 0 + x + y = 6 0 0 0 0
根 据上 式计 算可 得：  = 1 0 0 0 0 g ， y = 5 0 0 0 g 。 即 电
阻率 0 ． 4 Q · c m，1 0 k g ；电阻率 2 O Q · c m， 3 0 k g ~电
阻率 6 ~ 2 · C l T I ，1 5 k g ，电 阻率 3 f 2 。 c m， 5 k g 。
2案 例二
设： 有N 型电 阻率2 0 Q · c m， P 型电阻率分别为3 Q · c m
的两种原 F 口 {   合金， 电阻率为 0 ． 0 0 9 ~· C l T I ， 要求配一炉
质量为 6 0 k g ，目 标 电阻率范围在 0 5 ～ 3 Q· c m的硅料。
解 ： 令 配 比后 的 目 标 电 阻率为 2 Q· c m， 分凝 系数 为 0 ． 8 5 。
N型 电阻 率为 2 O Q · c m，需要 4 5 0 0 0 g ， 根 据 式
( 3 ) 可得 ， 对 应浓 度 2 ． 1 9   X   1 0 H c m一 3 ； P 型 电阻率 为
6 Q · c m， 需 要 1 5 0 0 0 g ， 根据式( 1 ) 可得 ， 对应浓度为
4 ． 5 ×1 0   e l m 一 3   P 型 电阻率为2 ． Q· c m， 根据式( 1 ) 可得 ，
对应浓度为 1 ． 3 9 × 1 0   6 C l T I ～； 母合金 0 ． 0 0 9 Q · c m，需要 x @ ，根据式( 1 ) 可得 ， 对应浓度为 9 ． 7 3   X   1 0   c m一 3 o
根据 P型配 料基 本原 则 ，则有 ：
—
4 5 0 0 0× 2 _ 2× 1 0   +1 5 0 0 0   X   4 ． 5   X   1 0   十   ． 7 3×
1 0 , 8 = 6 0 0 O 0   X   1 ． 3 9   X   1 0
经计算 ，可得 x = 1 0 g 。
3 案例 三
设 ：有一炉熔 硅 5 5 k g 。吊小头 后发现 电阻率为7 Q · c m， 与 日 标 电导率范 围 0 ． 5 ～3 Q · c m不符 ， 母合金 电阻率为 0 ． 0 0 9 f ~ · c m， 计算加入母合金 的质量 Ⅵ ／ ?
解： 令 配 比后 的 目标 电 阻率为 2 f 2 · c m， 分凝 系数 选 0 ． 8 5 。
根据 式( 1 ) ， 可得 0 ． 0 0 9 、 2 、 7 Q · c m所 对应 的杂质 浓度 分别 为 9 ． 7 3× 1 0   c m一 3 、6 ． 9 5   x   1 0   c m一 3 、
1 ． 9 2 × 1 0  c m 一3 。
根据 P型配料 基 本原 则 ，则有 ：
W 母 合 金X 0 ． 8 5   X 9 ． 7 3× 1 0  + 5 5 0 0 0x   1 ． 9 2x  1 0   =
( 5 5 0 0 0 + W 母 合 金 ) x   6 ． 9 5   x   1 0
经 计算 可得 ：
5 5 0 0 0 ( 6 ． 9 5× 1 0 ’   一 1 ． 9 2× l 0 ’   1
w 母 台 金   — —   一   3 3 g
注 ：要达 到 电阻率 在 O ． 5 ～3 f 2 · c m的 方案 有很多 ， 与 原料 的搭配 、 分凝 系数 及 目标 电阻率。