[发明专利]制备低位错密度硅锭的新型定向凝固方法

权利要求书

1.一种制备低位错密度硅锭的新型定向凝固方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

S1，在坩埚底部均匀铺设一定量的碎硅料，并在均匀铺设的碎硅料上放置一具有规则形状的多晶硅块，再装入铸锭用硅原料；

S2，将上述装有硅料的坩埚置于一定向凝固铸锭炉中抽真空，然后加热至一定温度后向上打开定向凝固铸锭炉侧部隔热笼至一定位置，保持坩埚底部温度低于碎硅料的熔点且坩埚上下具有较大温差，再调节控温热电偶控制硅原料熔化界面的推进速度，待碎硅料部分熔化后进入长晶阶段；

S3，调节控温热电偶的温度和侧部隔热笼向上移动的速率，使热量向下辐射而使熔硅在未熔化的碎硅料上迅速成核，形成均匀的小晶粒，小晶粒在竖直向上的温度梯度下自下向上竖直生长；

S4，待熔硅结晶完后经退火和冷却形成晶粒小且均匀的多晶硅锭。

2.根据权利要求1所述的制备低位错密度硅锭的新型定向凝固方法，其特征在于：S1步骤中所述的具有规则形状的多晶硅块为边长为150-160mm、厚度为25-50mm的正方形多晶硅块。

3.根据权利要求1所述的制备低位错密度硅锭的新型定向凝固方法，其特征在于：S1步骤中所述的碎硅料为以下硅料中的一种或几种：尺寸小于6mm的原生多晶碎料，太阳能级多晶或单晶碎硅片、电子级单晶碎硅片、尺寸小于6mm的硅烷法制备的颗粒硅、以及尺寸小于5cm的多晶硅块。

4.根据权利要求1所述的制备低位错密度硅锭的新型定向凝固方法，其特征在于：S1步骤中所述的一定量的碎硅料是指10-20kg。

5.根据权利要求1所述的制备低位错密度硅锭的新型定向凝固方法，其特征在于：S2步骤中所述的加热到一定温度是指加热到1200-1500℃。

6.根据权利要求1所述的制备低位错密度硅锭的新型定向凝固方法，其特征在于：S2步骤中所述的向上打开定向凝固铸锭炉侧部隔热笼的位置为5-6cm。

7.根据权利要求1所述的制备低位错密度硅锭的新型定向凝固方法，其特征在于：S2步骤中所述的坩埚底部温度为1320-1350℃。

8.根据权利要求1所述的制备低位错密度硅锭的新型定向凝固方法，其特征在于：S2步骤中所述的较大温差为170-180℃。

9.根据权利要求1所述的制备低位错密度硅锭的新型定向凝固方法，其特征在于：S2步骤中所述的控温热电偶的温度调节范围为1500-1510℃。

10.根据权利要求1所述的制备低位错密度硅锭的新型定向凝固方法，其特征在于：S3步骤中所述的侧部隔热笼提升速率为0.5-0.6cm/h。

11.根据权利要求1所述的制备低位错密度硅锭的新型定向凝固方法，其特征在于：S3步骤中所述隔热笼的最高提升位置为14cm。