[发明专利]铸锭单晶硅块的质量判定方法和铸锭单晶硅块

说明书

本发明公开了一种铸锭单晶硅块的质量判定方法和铸锭单晶硅块，其步骤包括：（1）将铸锭单晶硅块的头部统一去除30‑60mm左右；（2）利用光致发光测试仪测量铸锭单晶硅块的头部端面的光致发光测试图片，并计算得到光致发光测试图片的黑丝面积比例值D_S；（3）测量并计算铸锭单晶硅块的端面面积S；（4）建立黑丝生长计算模型，确定硅块去除长度L与预设端面黑丝面积比例值D_L的关系式L（D_L,⍺），其中，⍺为位错生长角度；（5）根据预设端面黑丝面积比例值D_L和关系式L（D_L,⍺），计算得到硅块去除长度L的值；（6）根据硅块去除长度L的值进行铸锭单晶硅块的头部去除。该方法通过将光致发光测试结合铸锭单晶硅锭的生长特性，提出一种全新的铸锭单晶硅块头部不同黑丝比例的去除方式。

技术领域

本发明涉及铸锭单晶硅锭制备技术领域，尤其涉及一种铸锭单晶硅块的质量判定方法和铸锭单晶硅块。

背景技术

铸锭多晶形核的生长为小晶粒形核，以垂直柱状晶生长，不同区域生长质量接近，且由于分凝效应，其头部杂质较多，因此铸锭多晶硅块的头部去除判定方法主要以表征硅块内杂质多寡的少子寿命的判断为主；而直拉单晶一般为无位错单晶，一旦存在杂质或位错则会断线生长成多晶，其头部不良主要为氧施主造成的电阻率不良或拉制造成的直径缺陷，因此直拉单晶硅块的头部去除判定方法主要以电阻率不良和直径不良的判断为主。

铸锭单晶为近几年快速发展的一种硅晶体产品，其性能介于铸锭多晶和直拉单晶之间，其能适用于单晶的碱制绒工艺，效率远高于铸锭多晶，而单次投料量大，生产成本又远低于直拉单晶。但由于铸锭单晶硅块的原料相对于直拉单晶的原料来说等级较低（原料中杂质含量更高），且生长方式与直拉单晶不同，其内部会存在一些位错，严重影响铸锭单晶硅块后续制备的电池片的效率，若根据铸锭多晶硅块的少子寿命的判定方式和直拉单晶的电阻率的判定方式来进行头部去除，则存在较大误差。此外，现有位错的检测方式主要通过化学腐蚀，物理抛光再通过显微镜观察，其每次只能检测单片硅片局部区域的位错密度，其主要用于研发指导，无法用于大规模生产产品的质量控制中。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提出一种铸造单晶硅块的质量判定方法和铸锭单晶硅块，该方法通过将光致发光测试技术结合铸锭单晶硅锭的生长特性，提出一种全新的铸锭单晶硅块头部的去除方式，该方法简单方便，准确率高，并可有效去除硅块头部的缺陷，使得去除后的硅块质量显著提高。

本发明的一个方面，提供了一种铸造单晶硅块的质量判定方法，其步骤包括：

（1）将铸锭单晶硅块的头部统一去除30-60mm左右。

（2）利用光致发光测试仪测量所述铸锭单晶硅块的头部端面的光致发光测试图片，并计算得到所述光致发光测试图片的黑丝面积比例值D_S；

（3）测量并计算所述铸锭单晶硅块的端面面积S；

（4）建立黑丝生长计算模型，确定硅块去除长度L与预设端面黑丝面积比例值D_L的关系式L（D_L, ⍺），其中， ⍺为位错生长角度；

（5）根据所述预设端面黑丝面积比例值D_L和所述关系式L（D_L, ⍺），计算得到所述硅块去除长度L的值；

（6）根据所述硅块去除长度L的值进行所述铸锭单晶硅块的头部去除。

通过构建黑丝生长计算模型，利用现有光致发光技术，结合铸锭单硅块位错的生长特性，确定了有效的硅块头部去除方式，从而保障了铸锭单晶硅块的整体质量。

进一步地，步骤（4）中，关系式L（D_L, ⍺）为：

其中，L为硅块去除长度；S为硅块端面面积，D_S为硅块头部端面的黑丝面积比例值，D_L为预设硅块端面的黑丝面积比例值，⍺为位错生长角度。