[發明專利]一種直拉單晶硅快速收尾方法

有效

• 申請號: 201610700757.0
• 申請日: 2016-08-22
• 公開（公告）號: CN107761163B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 周宏坤;梁永生;冉瑞應;李博一;金雪
• 申請（專利權）人: 銀川隆基硅材料有限公司
• 主分類號: C30B15/20
• 分類號: C30B15/20;C30B29/06
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

本發明公開的一種直拉單晶硅快速收尾方法，包括：前期，坩堝停止上升，提高熱場溫度，保持晶體生長速度、晶轉、堝轉速度不變，使晶體直徑縮小；中期，降低晶體生長速度，驅動坩堝上升，然后降低加熱功率、提高晶體和坩堝旋轉速度，使熱場溫度上升趨勢減緩；后期，坩堝停止上升，晶轉、堝轉速度不變，提高晶體生長速度，直至晶體直徑縮小至25mm?30mm時，將晶體提出熔硅液面，完成收尾。本發明的直拉單晶硅快速收尾方法在保持單晶硅晶體生長速度不變的前提下迅速縮小直徑，然后降低晶體生長速度、提升晶體和坩堝轉速、降低加熱功率使熱場溫度上升趨勢降低避免晶體尾部折斷，最后迅速提升拉晶速度完成收尾，從而使得收尾時間大大縮短，成品率大大增加。

技術領域

本發明屬于單晶硅生產技術領域，具體涉及一種直拉單晶硅快速收尾方法。

背景技術

在使用直拉法拉制單晶硅時，收尾工序可以減小單晶硅晶體的直徑，使得晶體尾部所受熱應力的作用面減小，防止晶體提出熔硅液面時，熱應力導致位錯的產生。

傳統的收尾工藝在晶體生長結束階段，需要逐步將熱場溫度升高，同時降低晶體生長速度，使晶體直徑縮小。當收尾直徑縮小至5mm以下時(長度達到180-210mm)，直接提斷處理，整個收尾過程需要3h-3.5h，收尾時間較長，且尾部重量也較重能達到6kg-7kg。

發明內容

本發明的目的在于提供一種直拉單晶硅快速收尾方法，解決了現有的直拉單晶硅收尾工序存在的時間長、單晶硅棒尾部重量大的缺點。

本發明所采用的技術方案是：一種直拉單晶硅快速收尾方法，利用單晶爐使用直拉法拉制單晶硅棒到收尾工序后，包括以下階段：

收尾前期，坩堝停止上升，提高加熱功率使熱場溫度升高，同時保持晶體生長速度、晶體旋轉速度以及坩堝旋轉速度不變，使晶體直徑迅速縮小；

收尾中期，降低晶體生長速度，同時驅動坩堝上升，坩堝上升速度小于收尾中期的晶體生長速度，保持一段時間后降低加熱功率、提高晶體旋轉速度和坩堝旋轉速度，使熱場溫度上升趨勢減緩；

收尾后期，坩堝停止上升，晶體旋轉速度和坩堝旋轉速度保持不變，同時提高晶體生長速度，直至晶體直徑縮小至25mm-30mm時，將晶體提出熔硅液面，完成收尾工序。

本發明的特點還在于，

收尾前期中，加熱功率提高12kW-15kW，晶體直徑縮小至100mm-110mm。

收尾中期中，晶體生長速度降至50mm/h，坩堝上升速度為5mm/h，保持8min-12min后；將加熱功率降低3kW-5kW，坩堝旋轉速度提高至10rpm，晶體旋轉速度提高至12rpm，然后保持8min-12min。

收尾后期中，坩堝停止上升后，晶體生長速度以10mm/min²的加速度快速提高。

在收尾工序之前的準備收尾階段，加熱功率為55kW-60kW，晶體生長速度為80mm/h，晶體旋轉速度為10rpm，坩堝上升速度為8mm/h，坩堝旋轉速度為9rpm。

本發明的有益效果是：本發明的一種直拉單晶硅快速收尾方法解決了現有的直拉單晶硅收尾工序存在的時間長、單晶硅棒尾部重量大的缺點。本發明的直拉單晶硅快速收尾方法先在保持單晶硅晶體生長速度不變的前提下迅速縮小直徑，然后降低單晶爐功率使熱場溫度上升趨勢降低避免晶體尾部折斷，最后迅速提升拉晶速度完成收尾工序，從而使得收尾時間大大縮短，成品率大大增加。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明進行詳細說明。

本發明提供的一種直拉單晶硅快速收尾方法，利用單晶爐使用直拉法拉制單晶硅棒到收尾工序后，具體包括以下階段：