聚晶制绒理论培训资料(苏州聚晶科技有限公司多晶制绒工艺资料)

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5、工业生产中的制绒总腐蚀时间为120s～130s，这段腐蚀坑生长过程决定了硅片表面的最终形貌，包括腐蚀坑分布密度、腐蚀坑深度、大小等。图1-1：硅片酸腐蚀的简图由于硅与酸腐蚀反应是放热反应，腐蚀过程中放出的热量会影响周围溶液的温度，从腐蚀坑底到腐蚀坑边缘溶液温度空间分布应遵从热传导方程1-1其中T为热力学温度随时间和空间分布的函数，为溶液摩尔密度，c为摩尔热容，k为热传导系数，Q为溶液内发热功率函数除参加反应的硅片表面外Q=0。只需计算腐蚀坑附近小范围溶液的温度分布。在本文的模拟中，选取如图1-1所示的小范围区域进行讨论，并在此基础上讨论式1-1方程

6、的边界条件，为简化模型，认为腐蚀坑为半球形。其中BottomBoundary包括腐蚀坑内以及平坦表面所有硅与溶液的接触面；SideBoundary为模拟区域与周边溶液的分界面；TopBoundary放热反应可影响范围边界。图1-2溶液模拟区域示意图如果采用制冷措施，使腐蚀液温度保持一个恒量，即远离硅表面的温度可以看成是常量。而在硅表面附近，则存在温度梯度。可以认为远离硅片表面溶液温度保持不变，本文的模拟中通过设定图1-2中TopBoundary到BottomBoundary的距离来反映制绒过程中温度控制措施的有效性。假设控温措施可以保证硅片表面以外

7、溶液温度不受影响，保持溶液初始温度，不随时间变化，即在TopBoundary处溶液满足边界条件：1-2而假设参与反应的硅片表面及腐蚀坑内壁在反应中提供恒定热量流q。为便于模拟，不考虑硅片表面各处反应速率不同引起的q的变化，计算时统一按照溶液处于初始温度时反应情况处理。于是在硅片表面，也就是图4-1中的BottomBoundary（也包括腐蚀坑边界部分）处有边界条件：1-3根据所使用的溶液，确定式(1-1)中方程及边界条件中的各项参数：；；；则由反应速率决定，根据不同温度下的实验数据而定，本文的模拟中根据不同溶液成分体积比实验数据为模拟依据，d则由温

8、度控制条件决定。在模拟中，借助数值计算软件matlab中的pdetool工具可以模拟估算硅片表面腐蚀坑周围稳定后的温度分布