一种多晶硅锭及其制备方法和多晶硅片.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CN106245113A(43)申请公布日2016.12.21(21)申请号201610828123.3(22)申请日2016.09.18(71)申请人江西赛维LDK太阳能高科技有限公司地址338000江西省新余市高新经济开发区赛维工业园专利办公室(72)发明人鄢俊琦陈红荣胡动力何亮(74)专利代理机构广州三环专利代理有限公司44202代理人郝传鑫熊永强(51)Int.Cl.C30B29/06(2006.01)C30B28/06(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图2页(54)发明名称一种多晶硅锭及其制备方法和多晶硅片(57)摘要本发明公开了一种多晶硅锭的制备方法，包括：提供铸锭炉，铸锭炉包括坩埚和隔热笼；在坩埚底部铺设籽晶，籽晶之间留有缝隙，形成籽晶层；在籽晶层上方填装硅料；加热使坩埚底部的温度上升，待籽晶表面开始熔化形成熔融液时，开启隔热笼并提升隔热笼的高度，以降低坩埚底部温度，熔融液填充在籽晶之间的缝隙中并凝固，得到致密的籽晶层，继续加热使硅料熔化形成硅熔体；待硅料熔化后形成的固液界面刚好处在或深入致密的籽晶层时，调节热场形成过冷状态，使硅熔体在籽晶层基础上开始长晶；待全部硅熔体结晶完后，经退火冷却得到多晶硅锭。本发明在致密的籽晶层上形核结晶，可以避免杂质渗透到籽晶中，同时形核容易控制，得到的多晶硅锭质量较好。CN106245113ACN106245113A权利要求书1/1页1.一种多晶硅锭的制备方法，其特征在于，包括：提供铸锭炉，所述铸锭炉包括坩埚和隔热笼；在所述坩埚底部铺设籽晶，所述籽晶之间留有缝隙，形成籽晶层；在所述籽晶层上方填装硅料；加热使坩埚底部的温度上升，待所述籽晶表面开始熔化形成熔融液时，开启所述隔热笼并提升所述隔热笼的高度，以降低所述坩埚底部温度，所述熔融液填充在所述籽晶之间的缝隙中并凝固，得到致密的籽晶层，然后继续加热使所述硅料熔化形成硅熔体；待所述硅料熔化后形成的固液界面刚好处在或深入所述致密的籽晶层时，调节热场形成过冷状态，使所述硅熔体在所述籽晶层基础上开始长晶；待全部硅熔体结晶完后，经退火冷却得到多晶硅锭。2.如权利要求1所述的多晶硅锭的制备方法，其特征在于，加热使所述坩埚底部的温度为1410-1420℃时，开启所述隔热笼并提升所述隔热笼的高度，以降低所述坩埚底部温度。3.如权利要求1所述的多晶硅锭的制备方法，其特征在于，开启所述隔热笼并提升所述隔热笼的高度，使所述坩埚底部温度降低至1380℃以下。4.如权利要求1所述的多晶硅锭的制备方法，其特征在于，所述熔融液凝固后，保持所述隔热笼位置6-7h内不变，随后进一步提升隔热笼的高度值以使所述籽晶不被熔化。5.如权利要求1所述的多晶硅锭的制备方法，其特征在于，所述籽晶的形状为块状、片状、条状和颗粒状中的至少一种。6.如权利要求5所述的多晶硅锭的制备方法，其特征在于，所述籽晶包括头尾料、边皮料、单晶硅块、多晶硅块、单晶碎片、多晶碎片、单晶硅碎料、多晶硅碎料和非晶体硅碎料中的一种或几种。7.如权利要求6所述的多晶硅锭的制备方法，其特征在于，所述籽晶的尺寸大小为0.1μm-10cm。8.如权利要求1所述的多晶硅锭的制备方法，其特征在于，所述籽晶层的厚度为1cm-6cm。9.一种多晶硅锭，其特征在于，所述多晶硅锭按照如权利要求1-8任一项所述的制备方法制得。10.一种多晶硅片，其特征在于，所述多晶硅片以权利要求9所述的多晶硅锭为原料经开方-切片-清洗制备得到。2CN106245113A说明书1/9页一种多晶硅锭及其制备方法和多晶硅片技术领域[0001]本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种多晶硅锭及其制备方法和多晶硅片。背景技术[0002]近年来，太阳能作为一种新兴的可再生绿色能源已经成为了人们开发和研究的热点。伴随着太阳能电池业的快速发展，成本低且适于规模化生产的多晶硅成为行业内最主要的光伏材料之一，并逐步取代传统的直拉单晶硅在太阳能电池材料市场中的主导地位。[0003]目前，多晶硅锭的制备方法主要为采用GTSolar所提供的定向凝固系统法(简称DSS)炉晶体生长技术，该方法通常包括加热、熔化、凝固长晶、退火和冷却等步骤。在凝固长晶过程中，伴随着坩埚底部的持续冷却，熔融状态的硅料自发形成随机形核并且随机形核逐渐生长。但由于初始形核没有得到控制，形核过程中容易产生位错，导致晶向杂乱，晶粒不均匀，因此通过该方法制备得到的多晶硅锭质量较低，利用该多晶硅锭制得的太阳能电池的光电转换效率低。[0004]针对上述制备方法中容易产生位错的问题，研究人员报道了一种通过在多晶硅锭生长炉内的容器底部铺设籽晶来生长晶体的方法，经过加热融化并控制坩埚底部温度使籽晶不被完全融化，使得硅熔体在未被完全融化