一种采用冶金法多晶硅掺镓制作高效多晶硅片的方法.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CN105780110A(43)申请公布日2016.07.20(21)申请号201610246172.6(22)申请日2016.04.20(71)申请人佳科太阳能硅（龙岩）有限公司地址364000福建省龙岩市工业西路68号龙州工业园核心区(72)发明人孙坤泽李亚龙罗晓斌水春波(74)专利代理机构厦门市新华专利商标代理有限公司35203代理人朱凌(51)Int.Cl.C30B28/06(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种采用冶金法多晶硅掺镓制作高效多晶硅片的方法(57)摘要本发明公开一种采用冶金法多晶硅掺镓制作高效多晶硅片的方法，包括如下步骤：(1)在坩埚内壁上涂敷氮化硅涂层；(2)在坩埚内装入冶金法多晶硅料、化学法多晶硅料和镓掺杂剂，形成混合物；(3)将装有混合物的坩埚放入铸锭炉中，抽真空，加热，使混合物按照从上到下的顺序逐渐熔化；(4)进入长晶阶段后，调节铸锭炉中控温热电偶的温度和侧部隔热笼向上移动的速率，使热量向下辐射，从而使熔硅形成竖直向上的温度梯度而自下向上生长；(5)退火、冷却，即可得到掺镓冶金法多晶硅锭。实验证明：本发明的多晶硅锭少子寿命较高，位错密度低，成本较低。CN105780110ACN105780110A权利要求书1/1页1.一种采用冶金法多晶硅掺镓制作高效多晶硅片的方法，其特征在于：包括有如下步骤：(1)在坩埚内壁上涂敷氮化硅涂层；(2)在坩埚内装入冶金法多晶硅料、化学法多晶硅料和镓掺杂剂，形成混合物；所述镓掺杂剂位于坩埚高度40%-50%的区域内；所述混合物中镓元素在硅中的含量6-8ppmw；(3)将装有混合物的坩埚放入铸锭炉中，抽真空，加热，使混合物按照从上到下的顺序逐渐熔化，待混合物完全熔化形成熔硅后立即进入长晶阶段；(4)进入长晶阶段后，调节铸锭炉中控温热电偶的温度和侧部隔热笼向上移动的速率，使热量向下辐射，从而使熔硅形成竖直向上的温度梯度而自下向上生长；所述控温热电偶的温度调节范围为1400-1435℃；所述隔热笼向上移动的速率为5-7mm/h，且隔热笼的最高移动距离为多晶硅锭高度的75%-85%；(5)待熔硅结晶完毕后，退火、冷却，即可得到掺镓冶金法多晶硅锭。2.根据权利要求1所述的一种采用冶金法多晶硅掺镓制作高效多晶硅片的方法，其特征在于：所述步骤（1）中，氮化硅涂层的厚度为60-80微米，其纯度大于99.9%。3.根据权利要求1所述的一种采用冶金法多晶硅掺镓制作高效多晶硅片的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，冶金法多晶硅料占总重量55%-65%，化学法多晶硅料占35%-45%。4.根据权利要求1所述的一种采用冶金法多晶硅掺镓制作高效多晶硅片的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，加热的温度为1500-1550℃。2CN105780110A说明书1/5页一种采用冶金法多晶硅掺镓制作高效多晶硅片的方法技术领域[0001]本发明涉及半导体制造领域技术，尤其是指一种采用冶金法多晶硅掺镓制作高效多晶硅片的方法。背景技术[0002]在多晶硅生产技术上，改良西门子法、硅烷法和冶金法技术运用范围最广，前两种都属于“化学法”。化学法制备多晶硅一般先将工业硅（冶金级硅，纯度97%-99.9%）通过化学反应转化为硅化合物，再经过精馏提纯得到高纯硅化合物，高纯硅化合物经过化学反应生成多晶硅。而冶金法由于采用的是物理提纯方法，主要是通过物理变化而非复杂的系列化学反应来提取硅料，在设备投入、环保控制、能耗指标等均低于化学法制备，因此冶金法多晶硅较化学法多晶硅具备成本优势。[0003]目前，生产多晶硅太阳能电池的硅片是由多晶硅锭经加工制成，为了满足电池片加工的电性能要求，多晶硅锭必须在晶体生长过程中调节掺杂剂的浓度。[0004]现有的掺杂剂主要包括硼、磷和镓。冶金法多晶硅已含有一定量的硼和磷，现有技术中有通过掺入适量的III族元素硼(B)获得P型硅锭。然而此方法由于大量掺杂剂硼(B)与多晶硅锭中的氧(O)在光照条件下形成B-O复合体会产生光致衰减的现象，降低了电池的转换效率。发明内容[0005]有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种采用冶金法多晶硅掺镓制作高效多晶硅片的方法，其能有效解决多晶硅片制造成本高、操作复杂、掺镓铸锭收率低、电池转换率低的问题。[0006]为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：一种采用冶金法多晶硅掺镓制作高效多晶硅片的方法，包括有如下步骤：(1)在坩埚内壁上涂敷氮化硅涂层；(2)在坩埚内装入冶金法多晶硅料、化学法多晶硅料和镓掺杂剂，形成混合物；所述镓掺杂剂位于坩埚高度40%-50%的区域内；所述混合物中镓元素在硅中的含量6-8ppmw；