[發明專利]一種改善直拉單晶成晶方法

在審

• 申請號: 201910963840.0
• 申請日: 2019-10-11
• 公開（公告）號: CN110552056A
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 吳樹飛;徐強;高潤飛;王林;谷守偉;王建平;周澤;楊志;趙國偉;劉振宇;王鑫;劉學;皇甫亞楠;楊瑞峰;郭志榮
• 申請（專利權）人: 內蒙古中環協鑫光伏材料有限公司
• 主分類號: C30B15/04
• 分類號: C30B15/04;C30B29/06
• 代理公司: 12213 天津諾德知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 欒志超

本發明提供一種改善直拉單晶成晶方法，包括：在直拉單晶初期裝料階段依次向石英坩堝裝入硅原料和碳酸鋇粉；所述石英坩堝包括本體，所述本體包括透明層和氣泡層，所述透明層和所述氣泡層依次從內到外設置；在所述本體外壁設有外涂層。本發明提出一種用于改善且適用于P型和N型單晶硅棒拉制的成晶方法，解決了現有技術多次在復投裝料時進行重復撒入碳酸鋇粉而使硅液中鋇元素含量增加，導致直拉單晶成晶率低的技術問題，不僅可提高單晶拉制的成晶率，而且還可有效控制硅液中鋇元素的含量，簡化流程，且提高生產效率，降低生產成本。

技術領域

本發明屬于直拉硅單晶技術領域，尤其是涉及一種改善直拉單晶成晶方法。

背景技術

傳統使用的石英坩堝是內壁有涂層的，有涂層坩堝它的缺點是增加制堝工序、浪費工時、增加成本，而且隨著長時間高溫運行內涂層容易脫落，隨著晶體的生長，仍會有微量的Ba元素進入到硅液中，使得正在生長中的晶體結構發生改變，產生位錯，造成成晶差等。同時與碳碳坩堝接觸的外壁容易被軟化，使用壽命短。

申請人申請的公開專利CN109267147A中提出在拉制過程中添加碳酸鋇粉，以提高單晶成晶方法，但這種方法是在每次復投時就添加一次碳酸鋇粉，這種多次投放的方法不僅會增加碳酸鋇粉的含量，而且還會增加硅液中鋇元素的含量，降低單晶硅棒的轉化效率；同時這種添加方式還會增加復投時間和生產成本。

發明內容

本發明要解決的問題是提供一種改善直拉單晶成晶方法，尤其是適用于P型和N型單晶硅棒的拉制，解決了現有技術多次在復投裝料時進行重復撒入碳酸鋇粉而使硅液中鋇元素含量增加，導致直拉單晶成晶率低的技術問題，不僅可提高單晶拉制的成晶率，而且還可有效控制硅液中鋇元素的含量，簡化流程，且提高生產效率，降低生產成本。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種改善直拉單晶成晶方法，包括：在直拉單晶初期裝料階段依次向石英坩堝裝入硅原料和碳酸鋇粉；所述石英坩堝包括本體，所述本體包括透明層和氣泡層，所述透明層和所述氣泡層依次從內到外設置；在所述本體外壁設有外涂層。

進一步的，所述本體和所述外涂層均包括直筒部和置于所述直筒部下方的彎曲部，再所述直筒部和所述彎曲部之間設有連接部，所述直筒部、所述連接部和所述彎曲部一體設置。

進一步的，所述硅原料至少裝滿所述彎曲部。

進一步的，所述硅原料上端面最低位置為所述連接部與所述直筒部連接處。

進一步的，在所述硅原料上端面沿所述直筒部周緣撒入所述碳酸鋇粉。

進一步的，所述碳酸鋇粉重量為0.2-1g。

進一步的，所述碳酸鋇粉重量為0.05g。

進一步的，所述碳酸鋇粉由天平秤稱重。

進一步的，所述硅原料為細顆粒多晶硅，所述硅原料粒徑范圍為80-120mm。進一步的，所述透明層由99.9999％的高純度石英砂粉與少量鋇粉混合制成；所述鋇粉含量為0.03-0.05g/kg。

采用本發明設計的方法，在直拉單晶初期裝料階段沿石英坩堝內壁周緣一次性投放一定量的碳酸鋇粉，避免多次復投時反復投放碳酸鋇粉的復雜程序，可提高單晶拉制的成晶率；在拉制過程中，碳酸鋇粉可在硅溶液中形成鋇離子，碳酸鋇粉可以對石英坩堝長時間輸送鋇離子，即可以使石英坩堝進行持續修復，提高單晶成晶效果。

附圖說明

圖1是本發明一實施例的一種石英坩堝的結構示意圖；

圖2是本發明一實施例的在石英坩堝初期裝料時投放碳酸鋇粉的位置圖。

圖中：