[发明专利]用于生产硅锭的方法

说明书

相关申请的交叉引用

德国专利申请DE102012203524.9的内容通过引用纳入此文。

技术领域

本发明涉及一种用于生产硅锭的方法。本发明还涉及用于硅锭生产的籽晶。

背景技术。

在特别是用于光伏应用的硅片的生产中，硅锭的生产是重要的步骤。例如，从US2010/0203350A1中已知用于生产硅锭的方法。需要不断研发该类型的方法。

发明内容

本发明的目的是改善用于生产硅锭的方法。通过包括如下的步骤的用于生产硅锭的方法来完成该目的：提供用于接收熔融硅的容器，所述容器具有垂直于轴向延伸的基壁以及侧壁；提供至少一个扁平单晶籽晶（7），所述单晶籽晶具有从<110>、<100>和<111>取向的组中选出的轴向取向；在所述容器的基壁上设置所述至少一个籽晶；以及从所述至少一个籽晶开始将所述容器中的熔融硅定向固化以形成硅锭，其中，所述至少一个籽晶的轴向取向预先确定用于所述硅锭的轴向取向，并且其中，所述至少一个籽晶以如下的方式构造和设置在所述容器的基壁上，使得避免在邻接所述侧壁和延伸到所述容器内部的边缘区域形成孪晶。

本发明的核心在于构造单晶籽晶和/或将它们设置在坩埚基底上使得避免在邻接坩埚的侧壁和延伸到坩埚内部的边缘区域内形成孪晶。根据本发明，认识到孪晶形成趋势取决于籽晶在坩埚基底上的定位/取向。特别是在靠近坩埚壁的其中籽晶不能完全终止于坩埚的边缘区域存在有所谓的孪晶形成风险。这些可能对于待生产的硅锭的晶体结构产生不利影响。根据本发明，认识到形成孪晶的趋势取决于籽晶的构造和取向。通过籽晶在容器的基壁上的适当的构造和/或布置可以降低或者甚至完全避免孪晶形成趋势。

根据本发明，特别地，设置在轴向上具有特定取向的籽晶，并且通过这些籽晶绕定向在轴向上的轴的适当转动来降低形成孪晶的趋势。根据本发明，认识到特别是在坩埚的边缘区域形成孪晶的趋势能够被降低，原因在于该籽晶被以如下方式转动使得它们的<111>晶面法线在水平面上的投影相对于包围单一区域的横向的特别是外周籽晶边缘和/或相对于坩埚的侧壁具有预定取向。

如果上述投影（占籽晶的整体外周总长的至多25%，特别是至多12.5%，特别是0%）垂直于相应的最近的籽晶边缘和/或侧壁，则特别有利。

根据本发明的一个方面，籽晶因此被设置在坩埚基底上，从而使得籽晶的整体外周的所有部分（其中，属于该部分的籽晶的<111>晶面法线在水平面中的投影垂直于包围单一区域的外周籽晶边缘和/或垂直于侧壁）的长度是上述外周的总长的至多25%，特别是至多12.5%，特别是0%。

上述外周的总长在此大致与坩埚的内周对应。通过籽晶的此类型的布置可降低形成孪晶的趋势。

根据本发明的另一方面，籽晶被构造为使得它们具有至少一个由位于水平面的切割边缘限定的水平籽晶切割面，所有的切割缘各与<111>晶面法线在相应的水平籽晶切割面中的投影成至多45°的角，特别是至多20°的角，特别是至多5°的角，理想地成0°的角。

以此也可以降低形成孪晶的趋势。

所有的籽晶优选地以如下的方式设置：所有籽晶具有横向<110>取向，所述横向<110>取向与其所有侧壁所成的角度位于15°至75°的范围内，特别是位于30°至60°的范围内，特别是大约45°。横向取向在此是指平行于坩埚基底的取向。

所述籽晶优选地具有从<110>、<100>和<111>取向的组中选出的轴向取向。

当使用轴向<110>取向时，所有籽晶优选地具有横向<110>取向，所述横向<110>取向与所有籽晶的所有的外切割缘或所有侧壁所成的角度不等于0°，特别是等于45°或者等于90°。横向取向在此是指平行于坩埚基底的取向。该角度特别是位于35°至55°的范围内。

当使用轴向<100>取向时，所有籽晶优选地具有横向<110>取向，所述横向<110>取向与所有籽晶的所有外切割缘或所有侧壁所成的角度不等于90°，优选地等于45°。该角度特别是位于35°至55°的范围内。

当使用轴向<111>取向时，所有籽晶优选地具有横向<110>取向，所述横向<110>取向与所有籽晶的所有外切割缘或所有侧壁所成的角度不等于90°，优选地等于15°。该角度特别是位于10°至20°的范围内。