[发明专利]一种单晶硅收尾方法及单晶硅制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及直拉单晶硅生产技术领域，更具体的说，涉及一种单晶硅收尾方法及单晶硅制备方法。

背景技术

单晶硅，是一种半导体材料。近几年来，随着光伏产业的迅猛发展，单晶硅被用来制备太阳能电池，生产近乎完美的高质量单晶硅是每一个材料厂家、器件厂家所关注的问题，高质量的单晶硅具有良好的断面、高寿命、含碳量少、微缺陷密度小、含氧量可控等特点。

生产单晶硅的主要方法为直拉法，直拉法具有投料量多、生产的单晶硅直径大、工艺简单，生产效率高等优点。利用单晶硅炉生产直拉单晶硅的过程中，正常情况下，单晶硅中的原子都是按照金刚石晶格结构的方式整齐有序的排列在一起。而位错则是单晶硅中的原子在局部地方的排列出现错乱，属于单晶硅中的线缺陷。产生位错的主要原因是热应力引起的塑性变形导致位错生成，单晶硅的收尾工序可以减小单晶硅晶体的直径，使得晶体尾部所受热应力作用的有效面积减小，且当晶体提离熔硅液面时，热应力的作用效果降至最低，从而最大限度防止位错生成。单晶硅的有效切割长度取决于收尾工序的好坏。

传统的收尾工艺在晶体生长结束阶段因需要逐渐将晶体的直径减小，当收尾长度达到210mm时，晶体的直径降低至1mm时，直接对其进行提断处理，整个收尾过程需要大约3小时以上，收尾周期较长。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种单晶硅收尾方法以及单晶硅制备方法，能够明显缩短收尾周期。

为实现上述目的，本发明提供了一种单晶硅收尾方法，该方法包括：

步骤S10：使晶体下降，直至浸入溶液中，提高热场温度；

步骤S20：使晶体的生长方向向上，提高热场温度；

步骤S30：晶体收尾长度达到第一阈值时，提高热场温度，当晶体收尾长度达到第二阈值时，降低晶体直径；

步骤S40：当晶体收尾长度为50mm-80mm，且晶体直径小于50mm时，将晶体与溶液提断。

优选的，在上述单晶硅收尾方法中，所述步骤S10中，所述晶体以0.5mm/min的速度下降。

优选的，在上述单晶硅收尾方法中，所述步骤S10中，所述热场温度提高的范围为10sp-45sp。

优选的，在上述单晶硅收尾方法中，所述步骤S10中在提高热场温度之后还包括：

逐步降低坩埚的旋转速度，所述坩埚的旋转速度逐步由8rpm/min降低至5rpm/min。

优选的，在上述单晶硅收尾方法中，所述步骤S10中，在晶体下降之前还包括将坩埚的提升速度变为零。

优选的，在上述单晶硅收尾方法中，所述步骤S10中，所述晶体进入溶液中的长度为1mm-3mm。

优选的，在上述单晶硅收尾方法中，所述步骤S20中，所述步骤S20中，在使晶体生长方向向上之前还包括：

将晶体的生长速率提高至0.5mm/min-1mm/min。

优选的，在上述单晶硅收尾方法中，所述步骤S20中，所述热场温度提高的范围为60sp-80sp。

优选的，在上述单晶硅收尾方法中，所述步骤S30中，所述热场温度提高的范围为100sp-140sp。

本发明还提供了一种单晶硅制备方法，所述单晶硅制备方法包括化料、引晶、缩径、放肩、等径生长以及收尾，所述收尾包括如上述任一项所述的单晶硅收尾方法。

本发明提供了一种单晶硅收尾方法，该方法包括：步骤S10：使晶体下降，直至浸入溶液中，提高热场温度；步骤S20：使晶体的生长方向向上，提高热场温度；步骤S30：晶体收尾长度达到第一阈值时，提高热场温度，当晶体收尾长度达到第二阈值时，降低晶体直径步骤S40：当晶体收尾长度为50mm-80mm，且晶体直径小于50mm时，将晶体与溶液提断。本发明在收尾工序开始的初期，将晶体下降至溶液中的同时提高热场温度，防止单晶硅与收尾部分的单晶硅之间的分界面处受到热应力冲击而产生位错，当晶体收尾长度达到50mm-80mm，直径小于50mm时将晶体与溶液提断，冲击距离由现有技术中的210mm降低至50mm至80mm，缩短了收尾周期至1至1.7个小时左右，明显缩短了收尾周期。本发明还提供了一种单晶硅制备方法，能够缩短收尾的周期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。