[發(fā)明專利]低濃度位錯(cuò)鑄錠單晶緩沖式籽晶熔化控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110632346.3
• 申請(qǐng)日: 2021-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN113403674A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓科選;薛賡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州步科斯新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C30B11/14
• 分類號(hào): C30B11/14;C30B11/00
• 代理公司: 蘇州匯智聯(lián)科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32535
• 代理人: 黃晶晶

1.低濃度位錯(cuò)鑄錠單晶緩沖式籽晶熔化控制方法，其特征在于,包括以下步驟：

(1)在石英坩堝底部鋪設(shè)籽晶：

步驟a、在石英坩堝內(nèi)表面噴涂氮化硅粉末冷卻，作為保護(hù)層；

步驟b、在石英在坩堝底部鋪設(shè)一層厚度為2cm的菜籽料

步驟c、在菜籽料上鋪設(shè)籽晶板或者籽晶塊，作為定向凝鑄半熔工藝的籽晶層；

步驟d、使用小顆粒原生單晶硅料將上述步驟中鋪設(shè)的籽晶板或者籽晶塊之間的縫隙填滿；

步驟e、在籽晶層上鋪設(shè)50mm-mm菜籽料，作為緩沖層；

步驟f、在緩沖層上鋪設(shè)多塊由頭尾料構(gòu)成的晶磚，作為阻擋層,所述阻擋層的晶磚從坩堝壁向坩堝中心漸次降低，形成一個(gè)凹陷的結(jié)構(gòu)；

步驟g、在阻擋層上逐層碼放如下硅料：交替鋪設(shè)頭尾單晶廢料、單晶碎片、原生硅料、單晶顆粒料，直至達(dá)到所需的硅料要求；

(2)使用第一熱電偶和第二熱電偶獲取石英坩堝底部邊角部位的溫度信號(hào)，溫度信號(hào)為坩堝底部邊角部位的溫度和溫度變化率的數(shù)值；

(3)根據(jù)獲取到的所述溫度信號(hào)，判斷所述籽晶熔化的高度；當(dāng)所述溫度信號(hào)出現(xiàn)突然上升的突變點(diǎn)時(shí)，表示籽晶熔化至設(shè)定高度，此時(shí)控制熱場和工藝，進(jìn)入長晶階段。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述低濃度位錯(cuò)鑄錠單晶緩沖式籽晶熔化控制方法，其特征在于：在步驟(3)中，所述溫度信號(hào)為所述坩堝底部邊角部位的溫度、溫度變化的斜率和溫度變化的累積斜率中的至少一種，所述溫度變化的累積斜率指的是多個(gè)溫度變化的斜率的累加數(shù)值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述低濃度位錯(cuò)鑄錠單晶緩沖式籽晶熔化控制方法，其特征在于：在步驟(3)中，所述在籽晶熔化至設(shè)定高度時(shí)控制熱場由熔化階段進(jìn)入長晶階段的步驟之前，可以設(shè)置一個(gè)預(yù)警高度，判斷籽晶熔化至報(bào)警高度時(shí)進(jìn)行報(bào)警。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述低濃度位錯(cuò)鑄錠單晶緩沖式籽晶熔化控制方法，其特征在于：所述步驟(3)中利用軟件設(shè)置一個(gè)報(bào)警設(shè)置值，當(dāng)所述溫度信號(hào)接近或超過所述報(bào)警設(shè)置值時(shí)，利用PLC控制器將接近或超過所述報(bào)警設(shè)置值的所述溫度信號(hào)傳遞至報(bào)警器，所述報(bào)警器接收到所述溫度信號(hào)時(shí)進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警，提醒籽晶快熔化或已熔化至設(shè)定的高度，然后再控制熱場和工藝，進(jìn)入長晶階段。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述低濃度位錯(cuò)鑄錠單晶緩沖式籽晶熔化控制方法，其特征在于：所述步驟c中籽晶塊的制備過程如下：從單晶硅錠中去除邊皮形成單晶硅棒，將硅棒切割成籽晶塊，所得籽晶塊的尺寸為：156mm*156mm*15mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述低濃度位錯(cuò)鑄錠單晶緩沖式籽晶熔化控制方法，其特征在于：所述步驟c中籽晶板的制備過程如下：采用直拉法制備的8英寸晶棒，沿著直拉方向進(jìn)行板狀切割，所得籽晶板的尺寸為156mm*980mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述低濃度位錯(cuò)鑄錠單晶緩沖式籽晶熔化控制方法，其特征在于：所述步驟e中的緩沖層的填充高度為100-150mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述低濃度位錯(cuò)鑄錠單晶緩沖式籽晶熔化控制方法，其特征在于：所述步驟f中單晶硅晶磚的長、寬、高分別為156mm、156mm、30-40mm。