[發明專利]一種多晶硅鑄錠工藝

有效

• 申請號: 201410041955.1
• 申請日: 2014-01-28
• 公開（公告）號: CN103741214A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 周建華
• 申請（專利權）人: 西安華晶電子技術股份有限公司
• 主分類號: C30B28/06
• 分類號: C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

1.一種多晶硅鑄錠工藝，其特征在于該工藝包括以下步驟：

步驟一、預熱：采用鑄錠爐對裝于坩堝內的硅料進行預熱，并將所述鑄錠爐的加熱溫度逐步提升至T1；預熱時間為6h～10h，其中T1=1165℃～1185℃；

步驟二、熔化：采用所述鑄錠爐對裝于坩堝內的硅料進行熔化，直至坩堝內的硅料全部熔化；熔化溫度為T1～T5；其中T5=1540℃～1560℃；

本步驟中熔化過程中，向所述鑄錠爐內充入惰性氣體并將所述鑄錠爐內氣壓保持在Q1，其中Q1=550mbar～650mbar；

步驟三、長晶：將所述鑄錠爐的加熱溫度由T5逐漸降至T6后，開始進行定向凝固并進入長晶過程，其中T6為多晶硅結晶溫度且T6=1420℃～1440℃；長晶過程如下：

步驟301、將所述鑄錠爐的加熱溫度控制在T6，并保溫50min～70min；本步驟中，所述鑄錠爐的隔熱籠提升高度為60mm～100mm；

步驟302、將所述鑄錠爐的加熱溫度控制在T6，并保溫100min～140min；本步驟中，所述鑄錠爐的隔熱籠提升高度與步驟301中的提升高度相同；

步驟303、將所述鑄錠爐的加熱溫度控制在T6，并保溫160min～200min；本步驟中，所述鑄錠爐的隔熱籠提升高度為105mm～115mm；

步驟304、將所述鑄錠爐的加熱溫度由T6逐漸降至T7，降溫時間為7h～9h；本步驟中，所述鑄錠爐的隔熱籠提升高度為205mm～215mm；其中，T7=1405℃～1425℃；

步驟305、將所述鑄錠爐的加熱溫度控制在T7，并保溫7h～9h；本步驟中，所述鑄錠爐的隔熱籠提升高度與步驟304中的提升高度相同；

步驟306、將所述鑄錠爐的加熱溫度控制在T7，并保溫7h～9h；本步驟中，所述鑄錠爐的隔熱籠提升高度與步驟304中的提升高度相同；

步驟307、將所述鑄錠爐的加熱溫度由T7逐漸降至T8，降溫時間為4h～5.5h；本步驟中，所述鑄錠爐的隔熱籠提升高度與步驟304中的提升高度相同；其中，T8=1395℃～1415℃；

步驟四、退火及冷卻：步驟三中長晶過程完成后，進行退火與冷卻，并獲得加工成型的多晶硅鑄錠。

2.按照權利要求1所述的一種多晶硅鑄錠工藝，其特征在于：步驟三中長晶過程完成后，獲得多晶硅錠，所述多晶硅錠分為高度為h1的頂部節段、高度為h1的底部節段和連接于所述頂部節段與所述底部節段之間的中部節段；步驟四中對所述多晶硅錠進行退火與冷卻，并獲得加工成型的多晶硅鑄錠；其中，h1=30mm～55mm；

步驟三中長晶過程中，對所述多晶硅錠的長晶速度進行控制，其中所述多晶硅錠的頂部節段和底部節段的長晶速度均≤10mm/h，所述多晶硅錠的中部節段的長晶速度為13mm/h～16mm/h。

3.按照權利要求1或2所述的一種多晶硅鑄錠工藝，其特征在于：步驟三中T6=1420℃，T7=1405℃，T8=1395℃；步驟301中保溫時間為1h，所述鑄錠爐的隔熱籠提升高度為90mm；步驟302中保溫時間為2h；步驟303中保溫時間為3h，所述鑄錠爐的隔熱籠提升高度為110mm；步驟304中降溫時間為9h，所述鑄錠爐的隔熱籠提升高度為210mm；步驟305和步驟306中保溫時間均為9h；步驟307中降溫時間為5h。

4.按照權利要求1或2所述的一種多晶硅鑄錠工藝，其特征在于：步驟四中進行退火時，過程如下：

步驟401、降溫：將所述鑄錠爐的加熱溫度由T8逐漸降至T9，降溫時間為50min～70min；其中，T9=1370℃～1390℃；

步驟402、保溫：將所述鑄錠爐的加熱溫度控制在T9，并保溫50min～70min；

步驟403、降溫：將所述鑄錠爐的加熱溫度由T9逐漸降至T10，降溫時間為2h～3h；其中T10=1100℃～1200℃。

5.按照權利要求1或2所述的一種多晶硅鑄錠工藝，其特征在于：步驟403中退火完成后，進行冷卻時，將所述鑄錠爐的加熱溫度由T10逐漸降至400℃，且冷卻時間為10h～14h。