奖项等级：

一等奖

奖项类别：

技术发明奖

主要完成单位：

浙江大学 浙江金瑞泓科技股份有限公司 西安隆基硅材料股份有限公司

主要完成人：

杨德仁 田达晰 余学功 马向阳

直拉硅单晶是微电子和光伏产业的基础材料， 数十年来，国内外通常认为： 直拉硅单晶生长时除了掺杂剂以外应尽量避免其它杂质的引入， 这样才能提高硅晶体质量以及器件的性能。而本项目在国际上首先提出"有意掺入微量锗杂质来调控直拉硅单晶中缺陷"的新思路， 发明了微量掺锗直拉硅单晶及系列技术。其主要创新点如下： 1. 发明了微量掺锗直拉硅单晶，实现了直径150-300 mm掺锗直拉硅单晶的生长。系统研究了微量掺锗能抑制空洞型缺陷等规律， 提出了调控直拉硅单晶中缺陷的"杂质工程"的新概念。2. 发明了微量掺锗直拉硅单晶的外延、 吸杂等微电子器件相关的技术， 实现其在微电子产业中的应用。利用掺锗实现重掺直拉硅单晶的晶格畸变补偿， 制备了无失配位错的厚外延片。发明的吸杂工艺使掺锗硅片在近表面形成无缺陷区， 在体内形成高密度的吸杂点， 能有效吸除有害金属。3. 发明了微量掺锗直拉硅单晶的低光衰减、 薄片化等太阳能电池相关的技术， 实现其在光伏产业中的应用。通过掺锗抑制直拉硅单晶中硼-氧复合体的产生， 使太阳能电池效率的光衰减降低了13%以上。掺锗提高硅片的机械强度， 其碎片率降低约25%。项目获中国发明专利10项， 美国发明专利1项， 获"第十三届中国专利优秀奖"1项， 技术水平国际领先。在SOMAT等国外期刊上发表SCI论文46篇， 约占国际同类论文的52%。自2007年以来， 项目形成了系列产品， 在微电子和光伏产业获得大规模应用。近3年新增微量掺锗直拉硅单晶销售12.1亿元， 利税2.02亿元。