[發明專利]一種硼-鎵共摻準單晶硅及其制備方法

無效

• 申請號: 201110388683.9
• 申請日: 2011-11-30
• 公開（公告）號: CN102400219A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 黃新明;鐘根香;明亮
• 申請（專利權）人: 東海晶澳太陽能科技有限公司;南京工業大學
• 主分類號: C30B29/06
• 分類號: C30B29/06;C30B11/00;C30B28/06
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 李海波

1.一種硼-鎵共摻準單晶硅，其特征是：其含有濃度為1×10¹⁴個/cm³～5×10¹⁶個/cm³的硼和/或磷以及濃度為1×10¹⁴～1×10¹⁸個/cm³的鎵。

2.權利要求1所述的硼-鎵共摻準單晶硅的制備方法，其特征是含以下步驟：

(1)?將籽晶鋪設在坩堝底部，在籽晶上添加硅原料、金屬鎵和硼硅合金；

(2)?將裝有上述原料的坩堝置于鑄錠爐中，對爐體進行抽真空并加熱，分段升溫使硅原料、金屬鎵與硼硅合金全部熔化，籽晶部分熔化；

(3)?控制鑄錠爐的加熱器分段降溫，調節固液相的溫度梯度，使硅晶體從位于籽晶處的固液界面開始生長，定向凝固生成含有大晶粒的準單晶硅錠；?

(4)?將步驟(3)中獲得的準單晶硅錠經后續處理加工成準單晶硅，用于電池片制作。

3.根據權利要求2所述的硼-鎵共摻準單晶硅的制備方法，其特征是：步驟(1)中所述的籽晶包括一塊或多塊（100）晶向的單晶塊或以（100）為主要晶向的多晶硅塊；所述籽晶的高度為10~30mm，鋪設于坩堝的底部。

4.根據權利要求2所述的硼-鎵共摻準單晶硅的制備方法，其特征是：步驟(1)中金屬鎵的用量占籽晶、硅原料、金屬鎵與硼硅合金總質量0.0002~0.007%，硼硅合金的用量占籽晶、硅原料、金屬鎵與硼硅合金總質量的0~0.07%，其中金屬鎵中鎵的質量百分含量為99.9999～99.999999%。

5.根據權利要求2所述的硼-鎵共摻準單晶硅的制備方法，其特征是：步驟(2)中分段升溫至爐內溫度至1530-1560℃，使硅原料、金屬鎵與硼硅合金全部熔化，同時調整坩堝底部升溫速率保持坩堝底部溫度為1300-1400℃，使籽晶部分熔化。

6.根據權利要求2所述的硼-鎵共摻準單晶硅的制備方法，其特征是：步驟(3)中當籽晶的厚度剩余5~15mm時，控制鑄錠爐的加熱器分段降溫，調節固液相的溫度梯度，使硅晶體從位于籽晶處的固液界面開始生長，在長晶初期，快速將爐內溫度從1530-1560℃降至1430-1450℃，并打開鑄錠爐內的散熱裝置，使硅晶體從籽晶熔化界面開始生長；在長晶中后期，調節鑄錠爐內降溫速率為0.8~1.2℃/h，同時將鑄錠爐內的隔熱裝置以0.3~0.8cm/h速率打開，使硅晶體從底部實現定向生長，再經退火、冷卻定向凝固生成含有大晶粒的準單晶硅錠。

7.根據權利要求2所述的硼-鎵共摻準單晶硅的制備方法，其特征是：步驟(4)中所述后續處理包括開方、去頭尾、研磨、倒角和切片工序。

8.根據權利要求2所述的硼-鎵共摻準單晶硅的制備方法，其特征是：步驟(4)中加工成的準單晶中某一晶向的晶粒面積占整個硅片面積的50%以上。

9.根據權利要求2所述的硼-鎵共摻準單晶硅的制備方法，其特征是：步驟(4)中加工成的準單晶硅的目標電阻率的范圍為0.5～3Ω·cm。

10.根據權利要求2所述的硼-鎵共摻準單晶硅的制備方法，其特征是：步驟(4)中加工成的準單晶硅用于太陽電池制作時，制成太陽電池的光致衰減率小于-1%。