[发明专利]一种单晶硅片的退火方法

说明书

本发明公开了一种单晶硅片的退火方法。包括：a、启动退火炉，并充入保护气体，将温度升至740～760℃，保温25～35分钟，放入单晶硅片，再次在740～760℃下，保温10～40分钟；b、将退火炉的温度降至640～660℃，保温10～40分钟；c、将单晶硅片迅速移出所述退火炉外，放入风淋机构中，一侧送风，一侧出风，送风口设有冷凝机组对进风降温，由风机将冷空气吹向单晶硅片，风速为3～7m/s，空气温度为10～16℃，将单晶硅片放置在中间的风道上，并且让冷风从侧面吹过上下平面，保证两侧均匀，在3～5min内，将单晶硅片冷却至室温。本发明的有益效果是：能够有效地消除由于氧施主效应造成的电阻率虚高的现象，退火后的阻值稳定，而浮动小。

技术领域

本发明涉及单晶硅领域，具体涉及一种单晶硅片的退火方法。

背景技术

15英寸单晶硅属于大直径单晶硅制品，其生长工艺有着严苛的要求，不过在使用直拉法进行生长的过程中，由于要使用石英坩埚作为容器，石英坩埚的主要材质是石英SiO₂，里面的氧原子会随着时间的推移，进入到硅液内，并且在生长过程中对晶体的内在指标产生影响。其中最主要的一种影响是导致晶体的电阻率变高。在15英寸单晶硅生长的过程中，氧很容易聚集在晶体内部，形成氧施主，导致晶体内部的电阻率虚高，尤其是针对高电阻率的硅棒。无法检查出晶体的内部真实电阻率值。一般是可以通过退火工艺进行消除晶体内部的氧施主现象，针对于太阳能电池用硅棒及硅片，可以很容易进行消除氧施主，但是针对于大直径单晶，由于其面积大，具有一点的厚度，会存在退火后，表面电阻分布不均匀，影响到电阻率的最终结果。

本工艺的退火对象为直径15英寸，厚度10mm的圆盘。因为单晶硅片尺寸较大，热量在单晶硅片表面及内部的热力分布是不平均的。因此只有通过有效地退火工艺，达到去除氧施主效应，获得晶体真是电阻率的目的。应用普通的退火工艺，即放置在退火炉内高温650℃，保温30分钟后，进行自然冷却，无法达到要求。

直径大于385mm,厚度大于10mm单晶单晶硅片因为直径和厚度偏大，在退火过程中存在氧施主消除不充分，经常出现二次氧化的现象，直接影响电阻率测试，造成检测数据不稳定。

为了解决此类型单晶硅片的退火问题，特研发了有针对性的退火工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种的单晶硅片的退火方法,能够降低阻值，减小阻值浮动。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种单晶硅片的退火方法，包括：

a、启动退火炉，并充入保护气体，将温度升至740～760℃，保温25～ 35分钟，放入单晶硅片，再次在740～760℃下，保温10～40分钟；

b、将退火炉的温度降至640～660℃，保温10～40分钟；

c、将单晶硅片迅速移出所述退火炉外，放入风淋机构中，一侧送风，一侧出风，送风口设有冷凝机组对进风降温，由风机将冷空气吹向单晶硅片，风速为3～7m/s，空气温度为10～16℃，将单晶硅片放置在中间的风道上，并且让冷风从侧面吹过上下平面，保证两侧均匀，在3～5min内，将单晶硅片冷却至室温；

其中，在步骤c中，降温曲线函数为：

T为降温速率℃/s，t为降温的时间s，v为风速m/s，C为单晶硅的比热容C＝0.219cal/g·k，R为单晶硅的半径cm，H为硅片的厚度cm，ρ为单晶硅的密度2.33g/cm³。

优选的是，在步骤a中所述保护气体为氩气。

优选的是，在步骤a中放入单晶硅片后的在750℃下，保温30分钟。

优选的是，在步骤b中，将退火炉的温度降至650℃，保温30分钟。

优选的是，在步骤c中，风速为4m/s，空气温度为14℃。