基于直拉法生长单晶硅的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108977878A(43)申请公布日2018.12.11(21)申请号201710402193.7(22)申请日2017.06.01(71)申请人江苏拓正茂源新能源有限公司地址221600江苏省徐州市沛县杨屯镇昭阳大道1号杨屯写字楼院内(72)发明人张进(51)Int.Cl.C30B15/00(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称基于直拉法生长单晶硅的方法(57)摘要本发明公开了一种基于直拉法生长单晶硅的方法，该直拉硅单晶生长方法主要步骤为：流程准备→装炉→抽空→捡漏→充氩气→加热→引晶→缩细颈→放肩→转肩→等径生长→收尾→降温→停电→停氩气→停真空泵→拆炉。本发明采用直拉法生长单晶的设备和工艺简单，容易实现自动控制，生产效率高，易于制备大直径单晶，容易控制单晶中的杂质浓度，可以制备低电阻率单晶。CN108977878ACN108977878A权利要求书1/1页1.一种基于直拉法生长单晶硅的方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：步骤一、装料将料装入坩埚中；且在装料之前，在坩埚底部预先放置碎料；步骤二、抽空捡漏闭合好炉子后，开启真空泵按扭，再打开真空球阀，控制抽真空时间不小于40分钟；步骤三、化料检查各项数据应处于初始值，确认水路畅通、水压达工艺要求；充5分钟氩气后启动加热电源，分三次1小时内加到化料功率最高功率不能超过85kw；步骤四、引晶把埚位放置在引晶埚位，晶转、锅转设定为拉晶要求参数，根据上炉次的引晶温度调节温度，然后下降籽晶至液面30mm时预热5到10分钟；当光圈稳定时，开始引晶；步骤五、放肩；步骤六、等径等径过程中，实时关注晶体直径变化，若发现直径超标，则做相应降温或升温调整；步骤七、收尾当等径生长到投料量的92%时开始收尾；步骤八、停炉。2.根据权利要求1所述的基于直拉法生长单晶硅的方法，其特征在于所述的步骤四中引晶时，根据光圈大小调整引晶速度，引晶平均拉速控制在2—6mm/min。3.根据权利要求2所述的基于直拉法生长单晶硅的方法，其特征在于所述的引晶过程中，细颈直径控制在3—5mm之间，当细颈小于3mm时，回熔重引。2CN108977878A说明书1/3页基于直拉法生长单晶硅的方法技术领域[0001]本发明涉及单晶硅技术领域，具体涉及一种基于直拉法生长单晶硅的方法。背景技术[0002]单晶硅是一种比较活泼的非金属元素，是晶体材料的重要组成部分，处于新材料发展的前沿。其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。由于太阳能具有清洁、环保、方便等诸多优势，近三十年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。单晶硅可以用于二极管级、整流器件级、电路级以及太阳能电池级单晶产品的生产和深加工制造，其后续产品集成电路和半导体分离器件已广泛应用于各个领域，在军事电子设备中也占有重要地位。在光伏技术和微小型半导体逆变器技术飞速发展的今天，利用硅单晶所生产的太阳能电池可以直接把太阳能转化为光能，实现了迈向绿色能源革命的开始。北京2008年奥运会将把"绿色奥运"作为重要展示面向全世界展现，单晶硅的利用在其中将是非常重要的一环。现在，国外的太阳能光伏电站已经到了理论成熟阶段，正在向实际应用阶段过渡，太阳能硅单晶的利用将是普及到全世界范围，市场需求量不言而喻。现有技术中单晶硅生长方法设备要求高，成本高，工艺复杂。发明内容[0003]本发明克服了现有技术的不足，提供一种基于直拉法生长单晶硅的方法。[0004]为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：一种基于直拉法生长单晶硅的方法，所述的方法包括以下步骤：步骤一、装料将料装入坩埚中；且在装料之前，在坩埚底部预先放置碎料；步骤二、抽空捡漏闭合好炉子后，开启真空泵按扭，再打开真空球阀，控制抽真空时间不小于40分钟；步骤三、化料检查各项数据应处于初始值，确认水路畅通、水压达工艺要求；充5分钟氩气后启动加热电源，分三次1小时内加到化料功率最高功率不能超过85kw；步骤四、引晶把埚位放置在引晶埚位，晶转、锅转设定为拉晶要求参数，根据上炉次的引晶温度调节温度，然后下降籽晶至液面30mm时预热5到10分钟；当光圈稳定时，开始引晶；步骤五、放肩；步骤六、等径等径过程中，实时关注晶体直径变化，若发现直径超标，则做相应降温或升温调整；步骤七、收尾当等径生长到投料量的92%时开始收尾；3CN108977878A说明书2/3页步骤八、停炉。[0005]更进一步的技术方案是所述的步骤四中引晶时，根据光圈大小调整引晶速度，引晶平均拉速控制在2—6mm/min。[0006]更进一步的技术方案是所述的引