[发明专利]一种成品大面积籽晶和矩形大面积籽晶的制备方法及设备

摘要

本发明公开了一种单晶铸锭用大面积籽晶的制备方法和设备，具体步骤包括：1)取常规{100}单晶棒截去头尾，沿中轴纵向(010)或(110)面剖开得到扁平长条状的单晶籽晶条；2)将所述单晶籽晶条和硅料一起放置在矩形平底坩埚内，并放入水平生长炉中进行水平定向生长后，得到成品大面积单晶；3)将上述得到的成品大面积单晶进行切割和打磨，得到用于铸锭炉进行单晶铸锭的矩形大面积籽晶，所述矩形大面积籽晶边长为300～2000mm之间。本发明解决了铸造单晶所必需的大面积籽晶的难题，为铸造单晶硅锭提供了技术基础，从而跨越了”准单晶”或”类单晶”的铸锭技术。

主权项

一种成品大面积单晶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)取{100}单晶棒截去头尾，沿中轴纵向(010)或(110)面剖开得到扁平长条状的单晶籽晶条；2)准备矩形平底坩埚，在矩形平底坩埚内层涂上脱模层，再将所述的单晶籽晶条放置在矩形平底坩埚内，且使其平行紧靠在矩形平底坩埚底的一边，坩埚底部其余的空间铺上多晶硅料，然后放入水平生长炉中进行水平定向生长；采用Horizontal Gradient Freezing或Horizontal Bridgeman方法使多晶硅料熔化后以单晶籽晶条为基底定向凝固，凝固方向从矩形平底坩埚放置单晶籽晶条的一边到对边；生长方法为：先加热多晶硅料使其熔化；而使单晶籽晶条处于低温区，使其不熔化或少量熔化；然后控制热场在熔融硅液和单晶籽晶条之间的固液界面上形成并保持一个温度梯度，其方向指向硅液并垂直于固液界面，大小在2.6～21.2K/cm之间，此时硅液的其余部分温度处于熔点之上；温度梯度使热量从硅液向单晶籽晶条传导，单晶籽晶条不断生长，最后所有硅液变为固体硅单晶，再经1300～1400℃之间退火后逐渐降温到室温，得到成品大面积单晶；整个生长过程在高纯氩气氛围内进行，气压在50mbar～600mbar之间。