[發(fā)明專利]一種降低直拉單晶斷苞的生產工藝

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• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN114481301A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設計）人: 吳樹飛;郝瑞軍;趙國偉;周澤;劉振宇;楊瑞峰;劉學;王建宇
• 申請（專利權）人: 內蒙古中環(huán)協(xié)鑫光伏材料有限公司
• 主分類號: C30B15/20
• 分類號: C30B15/20
• 代理公司: 天津諾德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 12213
• 代理人: 欒志超

本發(fā)明一種降低直拉單晶斷苞的生產工藝，在等徑初期拉制過程中，晶體生長高度分為四個階段，分別為第一階段、第二階段、第三階段和第四階段；在每一階段中均包括控制晶體生長的晶體轉速、石英坩堝轉速和熱場溫度；從第一階段到第四階段中，晶體轉速先以初始轉速運行后緩慢增大，再以恒定轉速運行；石英坩堝轉速以從轉肩處轉入等徑初期的初始轉速穩(wěn)定不變；穩(wěn)定熱場溫度先以從轉肩結束時轉入等徑初期的初始溫度穩(wěn)定運行后緩慢降低，再以恒定溫度繼續(xù)運行。本發(fā)明降低石英坩堝于熔體之間的摩擦，減小雜質出現(xiàn)，避免雜質富集于晶體頭部段，降低單晶斷苞幾率；同時改善熔體熱氣流對晶體質量的影響，使晶體頭部的氧含量有所降低，提高產品質量。

技術領域

本發(fā)明屬于直拉單晶制造技術領域，尤其是涉及一種降低直拉單晶斷苞的生產工藝。

背景技術

在直拉單晶過程中，斷苞是單晶拉制失敗的主要問題之一，因斷苞的主要因素是由于石英坩堝中的雜質過多而導致，尤其是在轉肩之后的等徑初期的拉制過程中，一旦晶轉轉速(晶轉)和堝轉速度(堝轉)設置不合理，就會導致熔融硅液與石英坩堝的摩擦加大，從而使石英坩堝內的雜質進入硅液中，進而容易引起斷苞。還有，在這一拉制過程中，若熱場溫度設置不合理，使溶體熱對流加速雜質在晶體頭部的聚集，容易生長出無生長條紋的晶體，也會進一步加速斷苞的風險。一旦出現(xiàn)斷苞，不僅造成生產中斷，而且會造成資源的浪費，加大生產成本。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種降低直拉單晶斷苞的生產工藝，尤其適合直徑為210-330mm的晶體在轉肩之后的等徑初期的拉制過程中，主要解決了現(xiàn)有技術中容易出現(xiàn)斷苞的技術問題。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種降低直拉單晶斷苞的生產工藝，在轉肩之后的等徑初期拉制過程中，晶體生長高度分為四個階段，分別為第一階段的進入段、第二階段的過渡段、第三階段的增長段和第四階段的穩(wěn)定段；

在每一階段中均包括控制晶體生長的晶體轉速、石英坩堝轉速和熱場溫度；從所述第一階段到所述第四階段中，所述晶體轉速先以初始轉速運行后緩慢增大，再以恒定轉速運行；所述石英坩堝轉速以從轉肩處轉入等徑初期的初始轉速穩(wěn)定不變；所述穩(wěn)定熱場溫度先以從轉肩結束時轉入等徑初期的初始溫度穩(wěn)定運行后緩慢降低，再以恒定溫度繼續(xù)運行。

進一步的，在所述第一階段中，所述晶體以初始轉速穩(wěn)定運行；且所述晶體初始轉速與其在轉肩結束時的轉速相同，為10rpm。

進一步的，所述晶體在所述第二階段中，從初始轉速緩慢升高至12rpm；并以12rpm穩(wěn)定運行在所述第三階段和第四階段中。

進一步的，所述石英坩堝轉速始終與其在轉肩結束時的轉速相同，為10rpm。

進一步的，所述熱場溫度在所述第一階段和所述第二階段中穩(wěn)定不變，且與其在轉肩結束時轉入等徑初期的初始溫度相同。

進一步的，所述熱場溫度在所述第三階段中在以其初始溫度基礎上降低2-5Sp。

進一步的，所述熱場溫度在所述第三階段中在以其初始溫度基礎上降低3Sp，并以降低后的所述熱場溫度穩(wěn)定運行至所述第四階段結束。

進一步的，所述第一階段高度為0-150mm；所述第二階段高度為150-300mm。

進一步的，所述第三階段高度為300-500mm；所述第四階段高度為500-800mm。

進一步的，所述晶體等徑直徑為210-330mm。

與現(xiàn)有技術相比，采用上述技術方案，降低石英坩堝于熔融硅液之間的摩擦，減小雜質出現(xiàn)，避免雜質富集于晶體頭部段，降低單晶斷苞幾率；同時可改善熱場中硅液熱氣流對晶體質量的影響，使晶體頭部的氧含量有所降低，提高產品質量，降低生產成本。

附圖說明