[发明专利]多次加料直拉单晶生产方法、取料装置

说明书

本发明涉及一种多次加料直拉单晶生产方法、取料装置。所述多次加料直拉单晶生产方法包括步骤：在连续进行多根单晶棒的拉制之后，将坩埚中的剩余埚底料部分或者全部取出；向所述坩埚中重新加入多晶硅料；所述多晶硅料熔化后，进行下一根单晶棒的拉制。上述多次加料直拉单晶生产方法在连续进行多根单晶棒的拉制之后，将坩埚中的剩余埚底料部分或者全部取出，如此，将金属杂质和碳杂质含量高的多晶硅料取出，更换新的多晶硅料，再进行下一根单晶棒的拉制，能够避免由于连续多次拉制后多晶硅料中杂质富集而导致少子寿命逐根下降、断线率增加的问题。

技术领域

本发明涉及单晶硅生产技术领域，特别是涉及一种多次加料直拉单晶生产方法、取料装置。

背景技术

单晶炉是一种在惰性气体(以氮气、氦气为主)环境中，用石墨加热器将多晶硅材料熔化，用直拉法生长无错位单晶的设备。多晶体硅料经加热熔化，待硅料熔化完全后，经过籽晶浸入、熔接、引晶、放肩、转肩、等径、收尾等步骤，完成一根单晶棒的拉制。目前，直拉法是较为常用的单晶硅生产方法。传统的直拉法生产工艺随着技术的发展进步，逐渐发展为多次加料直拉法(RCZ)。该方法在一炉中每拉制出一根单晶棒后，通过二次加料工艺向坩埚内补充硅料，再继续拉制下一根单晶棒。使用多次加料直拉法，每炉可以拉制8～12根单晶棒。该方法生产成本低，日产出单晶棒的重量明显增加。然而，在多次加料直拉法生产过程中，随着每炉拉制单晶棒根次的增加，单晶棒的少子寿命也不断地下降，如图1所示。此外，单晶中杂质含量增加，断线率也增加。

发明内容

基于此，有必要提供一种多次加料直拉单晶生产方法、取料装置，以解决多次加料直拉法生产过程中，单晶棒的少子寿命下降、断线率增加的问题。

本发明的其中一个目的是提供一种多次加料直拉单晶生产方法，方案如下：

一种多次加料直拉单晶生产方法，包括以下步骤：

在拉制进行多根单晶棒的连续之后，将坩埚中的剩余埚底料部分或者全部取出；

向所述坩埚中重新加入多晶硅料；

所述多晶硅料熔化后，进行下一根单晶棒的拉制。

与现有方案相比，上述多次加料直拉单晶生产方法具有以下有益效果：

本发明的发明人发现，由于金属杂质和碳杂质的分凝系数很低，拉制多根单晶棒后，杂质会不断的富集在坩埚中，进而导致每炉随着拉制单晶棒根次的增加，少子寿命也不断地下降，断线率也增加。上述多次加料直拉单晶生产方法在连续进行多根单晶棒的拉制之后，将坩埚中的剩余埚底料部分或者全部取出，如此，将金属杂质和碳杂质含量高的多晶硅料取出，更换新的多晶硅料，再进行下一根单晶棒的拉制，能够避免由于连续多次拉制后多晶硅料中杂质富集而导致少子寿命逐根下降、断线率增加的问题。

在其中一个实施例中，取出前，所述剩余埚底料的重量控制在3kg～30kg。

在其中一个实施例中，每进行3～5根单晶棒的连续拉制之后，则将所述剩余埚底料部分或者全部取出。

在其中一个实施例中，若在拉制第N根单晶棒的过程中，第N-1根单晶棒的测试数据反馈少子寿命低于预设值，则拉制第N根单晶棒至剩余埚底料的重量为3kg～30kg，再将所述剩余埚底料部分或者全部取出。

在其中一个实施例中，取出所述剩余埚底料的方法包括以下步骤：

使用取料装置，所述取料装置包括连接机构、储料腔体以及取料管，所述连接机构用于连接于单晶炉的重锤装置，所述储料腔体连接于所述连接机构，所述取料管与所述储料腔体连通，所述取料管具有相对设置的进液端和出液端，所述进液端位于所述储料腔体的外部，所述出液端位于所述储料腔体的内部，将所述取料装置伸入于所述坩埚中，使所述取料管的进液端位于所述坩埚的液面以下；

提高单晶炉的炉内压力，使所述剩余埚底料经所述取料管进入所述储料腔体中；