[发明专利]一种提高复投单晶硅成晶率的方法

说明书

本发明提供了一种提高复投单晶硅成晶率的方法，通过复投料筒向坩埚内投入硅料，当投入坩埚内硅料液面高出坩埚底部圆角一定距离后，通过该复投料筒向坩埚内投入数克碳酸钡，然后通过该复投料筒继续向坩埚内投入硅料。本方法中，坩埚被腐蚀后二氧化硅裸露出，投入碳酸钡粉末后，加热后生成氧化钡，氧化钡和二氧化硅反应生成BaSiO3，由于硅酸钡的存在，使得石英坩埚壁上形成一层致密微小的方石英结晶，从而减缓石英坩埚被溶液腐蚀的程度，同时，由于针孔处形成了方石英结晶，从而减少进入硅溶液中的杂质气体，达到提高复投后直拉单晶硅的成晶率。

技术领域

本发明属于直拉单晶硅技术领域，尤其是涉及一种提高复投单晶硅成晶率的方法。

背景技术

直拉单晶热场使用的石英坩埚内表面全部进行涂钡处理。即石英坩埚内壁涂上一层含有结晶水的氢氧化钡(Ba(OH)2.8H2O)(饱和的氢氧化钡水溶液)，这层氢氧化钡会与空气中的，二氧化碳反应形成碳酸钡，而当这种石英坩埚在单晶炉上被加热时，碳酸钡会分解形成氧化钡，随着氧化钡与石英坩埚反应形成硅酸钡(BaSiO3)，由于硅酸钡的存在，使得石英坩埚壁上形成一层致密微小的方石英结晶，从而减缓石英坩埚被溶液腐蚀的程度；单晶硅生产中，单晶炉通过取段复投(拉制一段单晶后取出，然后通过复投装置复投一定重量的原料，继续拉制第二段)增加炉台投料量是最有效的增加产能，降低成本的措施之一，但复投存在以下问题：炉台由于运行时间较长，硅溶液对石英坩埚的涂层表面腐蚀严重，尤其是干埚底部圆角处表面被腐蚀更加严重，坩埚被腐蚀后，坩埚中的气泡会破裂，在石英坩埚内表面形成大量“针孔”，而针孔越多，说明进入硅溶液中的杂质气体就越多，单晶成晶也越差。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种提高复投单晶硅成晶率的方法，以解决现有拉晶生产时，坩埚因时间长造成的表面损害问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种提高复投单晶硅成晶率的方法，通过复投料筒向坩埚内投入硅料，当投入坩埚内硅料液面高出坩埚底部圆角一定距离后，通过该复投料筒向坩埚内投入封入料块内的数克碳酸钡，然后通过该复投料筒继续向坩埚内投入硅料。

进一步的，复投入坩埚内硅料液面高于坩埚底部圆角25-35mm时，进行碳酸钡的投入。

进一步的，所述碳酸钡投入量为2-3g。

进一步的，投放碳酸钡时，将碳酸钡放置在复投料筒内距投料桶底部1/3位置处进行。

相对于现有技术，本发明所述的一种提高复投单晶硅成晶率的方法具有以下优势：

本方法中，坩埚被腐蚀后二氧化硅裸露出，投入碳酸钡粉末后，加热后生成氧化钡，氧化钡和二氧化硅反应生成BaSiO3，由于硅酸钡的存在，使得石英坩埚壁上形成一层致密微小的方石英结晶，从而减缓石英坩埚被溶液腐蚀的程度，同时，由于针孔处形成了方石英结晶，从而减少进入硅溶液中的杂质气体，达到提高复投后直拉单晶硅的成晶率。

一种投放碳酸钡用的料块，所述料块包括硅基体，所述硅基体内设有用于盛放碳酸钡的储料腔，所述储料腔在开口处设有硅封堵。

相对于现有技术，本发明所述的一种投放碳酸钡用的料块具有以下优势：

本发明所述的一种投放碳酸钡用的料块，使用时将碳酸钡放入储料腔内，并通过封堵密封，该结构保证碳酸钡与外界的隔离，防止投料过程中对人体造成伤害，同时，防止投料时，杜绝由于碳酸钡的挥发造成打火的发生；再有，由于料块为硅料制成，因此，在投料过程中保证硅液的纯洁性，进而保证了硅生产的成晶率。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的种投放碳酸钡用的料块示意图；