[發明專利]一種單晶硅生產方法

有效

• 申請號: 201710527688.2
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107460539B
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 武志軍;劉偉;劉學;張全順;張文霞;尚偉澤;王巖;李建弘;張雪囡
• 申請（專利權）人: 內蒙古中環光伏材料有限公司
• 主分類號: C30B15/14
• 分類號: C30B15/14;C30B29/06
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 李成運

1.一種單晶硅生產方法，該單晶硅生產中使用的加熱器包括一體成型的圓筒狀加熱器本體(1)，所述加熱器本體(1)由多個長加熱片(11)和多個短加熱片(12)通過連接片(14)交替串聯圍合而成，所述長加熱片(11)和所述短加熱片(12)等寬且頂部平齊設置，所述加熱器本體上部為高溫區，其下部為低溫區，每個長加熱片(11)和其相鄰的短加熱片(12)間形成有間隙(13)，每一個長加熱片(11)頂部沿加熱器本體(1)徑向開設有一第一通槽(111)，每一個短加熱片(12)頂部沿加熱器本體(1)徑向開設有一第二通槽(121)，第一通槽(111)槽深大于第二通槽(121)槽深，其特征在于：包括以下步驟：

1)、準備：

將加熱器本體(1)放于熱場內，將一定量的固態硅原料裝于坩堝(2)內，利用舉升裝置調整坩堝(2)和加熱器本體(1)相對位置，保證坩堝(2)頂部相對于加熱器本體(1)頂部低60-70mm，此時坩堝(2)堝底處于加熱器本體(1)低溫區；

2)、抽空：

利用真空系統將熱場內氧氣抽干，同時充入氬氣作為保護氣體；

3)、化料：

對加熱器本體(1)通電加熱，坩堝(2)內硅料開始出現熔體硅后，通過熱場內的舉升裝置將坩堝(2)上移45-65mm，此時堝底處于高溫區下部區域；

4)、塌料：

坩堝(2)內固態硅繼續熔化，當未熔硅全部漂浮在硅液中時，升高坩堝(2)直至坩堝(2)頂部高出加熱器本體(1)的短加熱片長度的1/5；

5)、溫度穩定化階 段：

坩堝(2)內硅料整體熔化呈液態時，控制熱場內溫度不變，提升坩堝(2)位置直至堝內液面距離加熱器本體(1)頂部的距離為短加熱片長度的3/10，此時液面位于高溫區上部區域，在該溫度下坩堝位置保持不變1-2小時；

6)、引晶：

調整熱場溫度，對坩堝(2)內硅液進行引晶生產，引晶過程中保持坩堝(2)內液面處于高溫區，且繼續保持坩堝(2)內液面距離加熱器本體(1)頂部的距離為短加熱片長度的3/10間；

7)、放肩轉肩：

對引晶后的硅棒進行放肩轉肩生產，放肩轉肩生產中，保持坩堝(2)內液面距離加熱器本體(1)頂部的距離為短加熱片長度的3/10間；

8)、等徑：

保持步驟7)中坩堝位置不變進行等徑生產，等徑50mm后利用舉升裝置開始逐漸提升坩堝位置，待等徑200mm時將坩堝位置步驟7)基礎上上升2-10mm，保證堝內液面位于處于高溫區的拉晶設定位置，即拉晶生產中光圈設定位置，保持坩堝(2)內液面和加熱器本體(1)頂部該距離不變直至等徑結束；

9)、收尾；

10)、停爐冷卻。

2.根據權利要求1所述的單晶硅生產方法，其特征在于：步驟3)中，包括以下分步：

(a)、坩堝(2)內硅料開始出現熔體硅后，通過熱場內的舉升裝置將坩堝(2)上移30-40mm，此時坩堝(2)堝底處于加熱器本體高溫區下部區域；

(b)、化料過程中，硅料大量熔化時，堝底處存在固態硅，繼續向上提升堝位15-25mm,保證堝底處于高溫區下部區域的較高溫度區。

3.根據權利要求1所述的單晶硅生產方法，其特征在于：所述熱場內充入氬氣作為保護氣體。