[發明專利]硅晶體及其制備方法

有效

• 申請號: 202011051284.9
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112195515B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 歐子楊;白梟龍;尚偉澤;金浩
• 申請（專利權）人: 晶科能源股份有限公司;浙江晶科能源有限公司
• 主分類號: C30B29/06
• 分類號: C30B29/06;C30B11/04;C30B15/04;C30B28/06;C30B28/10
• 代理公司: 上海晨皓知識產權代理事務所(普通合伙) 31260
• 代理人: 成麗杰

1.一種硅晶體的制備方法，其特征在于，包括：

提供硅溶液，所述硅溶液中摻雜有第一摻雜離子以及第二摻雜離子，所述第一摻雜離子為N型摻雜離子，所述第二摻雜離子為P型摻雜離子，且所述第一摻雜離子在所述硅溶液中的分凝系數大于所述第二摻雜離子在所述硅溶液中的分凝系數；

對所述硅溶液進行凝固處理，以凝固部分所述硅溶液形成具有第一摻雜離子的第一類型硅晶體區，在形成所述第一類型硅晶體區之后，凝固剩余所述硅溶液形成具有第二摻雜離子的第二類型硅晶體區，所述第一類型硅晶體區為N型硅晶體，所述第二類型硅晶體區為P型硅晶體；

其中，所述第一類型硅晶體區與所述第二類型硅晶體區沿預設方向排布，在進行所述凝固處理之前，所述第一摻雜離子在所述硅溶液中具有第一濃度，在沿所述預設方向上所述第一類型硅晶體區具有第一電阻率，在沿所述預設方向上所述第一類型硅晶體區的長度與所述硅晶體的總長度具有第一比值，所述第一摻雜離子具有第一分凝系數，且所述第二摻雜離子在所述硅溶液中具有第二濃度，在沿所述預設方向上所述第二類型硅晶體區具有第二電阻率，在沿所述預設方向上所述第二類型硅晶體區的長度與所述硅晶體的總長度具有第二比值，所述第二摻雜離子具有第二分凝系數；

所述第一濃度、所述第一電阻率以及所述第一比值滿足如下關系：

所述第二濃度、所述第二電阻率以及所述第二比值滿足如下關系：

其中，μ₁為電子遷移率，k₁為第一分凝系數，ρ₁為第一電阻率，g₁為第一比值，μ₂為空穴遷移率，k₂為第二分凝系數，ρ₂為第二電阻率，g₂為第二比值，q為電子電荷。

2.根據權利要求1所述的硅晶體的制備方法，其特征在于，在進行所述凝固處理之前，所述硅溶液中所述第一摻雜離子的濃度大于所述第二摻雜離子的濃度。

3.根據權利要求1所述的硅晶體的制備方法，其特征在于，形成所述硅溶液的步驟包括：

提供初始硅溶液、第一摻雜劑以及第二摻雜劑，所述第一摻雜劑中具有所述第一摻雜離子，所述第二摻雜劑中具有所述第二摻雜離子，所述第一摻雜劑和所述第二摻雜劑中的至少一種為母合金材料；

將所述第一摻雜劑以及所述第二摻雜劑混合至所述初始硅溶液中，形成所述硅溶液。

4.根據權利要求1所述的硅晶體的制備方法，其特征在于，凝固所述硅溶液的方法包括提拉法或者鑄錠法。

5.根據權利要求1所述的硅晶體的制備方法，其特征在于，在形成所述第二類型硅晶體區之前，還包括：形成混合硅晶體區，所述混合硅晶體區中具有所述第一摻雜離子以及所述第二摻雜離子，且所述第一類型硅晶體區與所述第二類型硅晶體區由所述混合硅晶體區隔開；在形成所述第二類型硅晶體區之后，還包括：去除所述混合硅晶體區，獲取相互獨立的所述第一類型硅晶體區和所述第二類型硅晶體區。

6.根據權利要求5所述的硅晶體的制備方法，其特征在于，在去除所述混合硅晶體區之前，還包括：對所述硅晶體進行電阻率測試，以定位所述混合硅晶體區。