[發明專利]一種鎵鍺硼共摻多晶硅及其制備方法

在審

• 申請號: 201510492035.6
• 申請日: 2015-08-12
• 公開（公告）號: CN105002557A
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發明（設計）人: 劉依依;葛文星;付少永;熊震
• 申請（專利權）人: 常州天合光能有限公司
• 主分類號: C30B29/06
• 分類號: C30B29/06;C30B28/06
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務所 33233
• 代理人: 郭小麗

1.一種鎵硼鍺共摻多晶硅，其特征在于：在多晶硅中摻雜有鎵、硼、鍺三種元素，該三種元素在單晶硅中最終的原子體積濃度分別為：鎵元素1.02*10¹⁵-1.02*10¹⁷?atoms/cm³，硼元素10¹⁵-10¹⁷atoms/cm³，鍺元素10¹⁶-2*10¹⁹atoms/cm³。

2.一種制備權利要求1所述的鎵硼鍺共摻多晶硅的方法，包括如下步驟：

S1：將籽晶鋪設在坩堝底部，在上面添加硅原料、含硼料、含鎵料與含鍺料；

S2：將裝有上述原料的坩堝放入鑄錠爐，同時打開鑄錠爐的隔熱籠，抽真空加熱，使融化的硅料沿底部籽晶界面處開始凝固長晶，控制溫度梯度，定向凝固生成硼鎵鍺共摻多晶硅錠；

S3：將步驟S2中獲得的多單晶硅錠經后續處理加工成多晶硅，用于電池片制作。

3.根據權利要求2所述制備鎵硼鍺共摻多晶硅的方法，其特征在于：步驟S1中所述的籽晶為硅原料的頭尾料、硅片料和粒料中的一種或多種，或為高熔點硅化合物的一種或幾種，或為硅原料與硅化合物的混合物。

4.根據權利要求2所述制備鎵硼鍺共摻多晶硅的方法，其特征在于：步驟S1中，硅原料純度應為6N及以上，所述含硼料選用5N純度以上的高純單質、含鎵料選用6N純度以上的高純單質、含鍺料選用4N純度以上的高純單質，或者含有上述單質的高純化合物；所述含硼料、含鎵料和含鍺料的用量按照每立方厘米成品單晶硅材料中的原子個數稱取，即鎵元素1.02*10¹⁵-1.02*10¹⁷atoms/cm³，硼元素1*10¹⁵-1*10¹⁷?atoms/cm³，鍺元素1*10¹⁶-2*10¹⁹atoms/cm³。

5.根據權利要求4所述制備鎵硼鍺共摻多晶硅的方法，其特征在于：所述高純化合物為鎵硅合金、硼硅合金、鍺硅合金、鎵硼合金、鎵鍺合金、鍺鎵合金、鎵硼鍺合金或鎵硼鍺硅合金。

6.根據權利要求2所述制備鎵硼鍺共摻多晶硅的方法，其特征在于：步驟S2中控制加熱器溫度在1500℃以上，并控制坩堝底部的最高溫度低于1400℃，使籽晶部分熔化，控制底部升溫速率。

7.根據權利要求2所述制備鎵硼鍺共摻多晶硅的方法，其特征在于：步驟S3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，保持鑄錠爐內溫度在1420~1450℃之間，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，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，冷卻定向凝固生成硼鎵鍺共摻多晶硅錠。

8.根據權利要求2所述制備鎵硼鍺共摻多晶硅的方法，其特征在于：步驟S3中所述后續處理包括開方，去頭尾，研磨，倒角和切片工序。