[發明專利]基于直拉法生長單晶硅的方法

在審

• 申請號: 201710402193.7
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN108977878A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 張進
• 申請（專利權）人: 江蘇拓正茂源新能源有限公司
• 主分類號: C30B15/00
• 分類號: C30B15/00;C30B29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于直拉法生長單晶硅的方法，該直拉硅單晶生長方法主要步驟為：流程準備→裝爐→抽空→撿漏→充氬氣→加熱→引晶→縮細頸→放肩→轉肩→等徑生長→收尾→降溫→停電→停氬氣→停真空泵→拆爐。本發明采用直拉法生長單晶的設備和工藝簡單，容易實現自動控制，生產效率高，易于制備大直徑單晶，容易控制單晶中的雜質濃度，可以制備低電阻率單晶。

技術領域

本發明涉及單晶硅技術領域，具體涉及一種基于直拉法生長單晶硅的方法。

背景技術

單晶硅是一種比較活潑的非金屬元素，是晶體材料的重要組成部分，處于新材料發展的前沿。其主要用途是用作半導體材料和利用太陽能光伏發電、供熱等。由于太陽能具有清潔、環保、方便等諸多優勢，近三十年來，太陽能利用技術在研究開發、商業化生產、市場開拓方面都獲得了長足發展，成為世界快速、穩定發展的新興產業之一。單晶硅可以用于二極管級、整流器件級、電路級以及太陽能電池級單晶產品的生產和深加工制造，其后續產品集成電路和半導體分離器件已廣泛應用于各個領域，在軍事電子設備中也占有重要地位。在光伏技術和微小型半導體逆變器技術飛速發展的今天，利用硅單晶所生產的太陽能電池可以直接把太陽能轉化為光能，實現了邁向綠色能源革命的開始。北京2008年奧運會將把綠色奧運作為重要展示面向全世界展現，單晶硅的利用在其中將是非常重要的一環。現在，國外的太陽能光伏電站已經到了理論成熟階段，正在向實際應用階段過渡，太陽能硅單晶的利用將是普及到全世界范圍，市場需求量不言而喻。現有技術中單晶硅生長方法設備要求高，成本高，工藝復雜。

發明內容

本發明克服了現有技術的不足，提供一種基于直拉法生長單晶硅的方法。

為解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種基于直拉法生長單晶硅的方法，所述的方法包括以下步驟：

步驟一、裝料

將料裝入坩堝中；且在裝料之前，在坩堝底部預先放置碎料；

步驟二、抽空撿漏

閉合好爐子后，開啟真空泵按扭，再打開真空球閥，控制抽真空時間不小于40分鐘；

步驟三、化料

檢查各項數據應處于初始值，確認水路暢通、水壓達工藝要求；充5分鐘氬氣后啟動加熱電源，分三次1小時內加到化料功率最高功率不能超過85kw；

步驟四、引晶

把堝位放置在引晶堝位，晶轉、鍋轉設定為拉晶要求參數，根據上爐次的引晶溫度調節溫度，然后下降籽晶至液面30mm時預熱5到10分鐘；當光圈穩定時，開始引晶；

步驟五、放肩；

步驟六、等徑

等徑過程中，實時關注晶體直徑變化，若發現直徑超標，則做相應降溫或升溫調整；

步驟七、收尾

當等徑生長到投料量的92%時開始收尾；

步驟八、停爐。

更進一步的技術方案是所述的步驟四中引晶時，根據光圈大小調整引晶速度，引晶平均拉速控制在2—6mm/min。

更進一步的技術方案是所述的引晶過程中，細頸直徑控制在3—5mm之間，當細頸小于3mm時，回熔重引。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明采用直拉法生長單晶的設備和工藝簡單，容易實現自動控制，生產效率高，易于制備大直徑單晶，容易控制單晶中的雜質濃度，可以制備低電阻率單晶。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步闡述。