[发明专利]用直拉区熔法制备6英寸P型太阳能硅单晶的方法

摘要

本发明涉及用直拉区熔法制备6英寸P型太阳能硅单晶的方法，首先用直拉法工艺完成清理直拉炉膛、装料、抽真空、充氩气、加热化料、引晶、拉细颈、放肩、收肩、等径、收尾、提起降温、出炉过程；然后进行锭形加工、清洗腐蚀，符合区熔用料标准后，再用区熔的方法继续拉制气掺单晶，运用气相掺杂区熔硅单晶方法结合硅单晶CFZ生产方法，通过控制抽空充气，掺杂气体浓度，拉晶工艺参数范围，使工艺方法满足生产6英寸P型太阳能硅单晶的要求。

主权项

用直拉区熔法制备6英寸P型太阳能硅单晶的方法，其特征在于，首先用直拉法进行拉制硅多晶料的工艺过程；然后进行锭形加工、清洗腐蚀，再用区熔的方法继续拉制气相掺杂的硅单晶，所述方法包括如下次序步骤：步骤1、将腐蚀清洗干净的块状硅多晶料装入直拉炉中的石英坩埚内，然后抽真空、充氩气，经30～60分钟抽真空到压力≤100毫乇，漏率＜50时充氩气至真空压力≤ 14乇；步骤2、加热前通冷却水，启动加热按钮，将块状硅多晶全部熔化后，开动籽晶旋转机构，下降籽晶熔接籽晶；步骤3、液面稳定后进行拉细颈；用籽晶从熔融状的多晶料中拉出一段直径约为8mm，长度约为20mm的细颈；步骤4、下降籽晶升速，设定晶升速度为0.5mm/min左右进行放肩，大约用60分钟时间，将拉晶直径从细颈的8mm左右扩大到140mm～150mm；步骤5、调节直径传感器，控制拉晶速度进行等径拉晶；等径生长过程时间为20小时；步骤6、降低晶体拉速进行收尾；收尾过程时间为2.5小时；步骤7、提高晶体离开液面，点停炉按钮进行停炉操作，待功率表回零后，切断电源，2小时后停止主真空泵抽空，将多晶棒料出炉；步骤8、将出炉后的多晶棒进行锭形加工，清洗腐蚀后装入区熔炉内晶体夹持器上，将籽晶装入籽晶固定夹头上，步骤9、将预热片放在籽晶上面，关闭炉门抽真空充氩气，充氩气完毕后，对多晶棒进行预热；同时设置掺杂气体硼烷的掺杂量值；步骤10、预热结束后，进行化料，多晶料熔化后，将籽晶与熔硅进行熔接，熔接后对熔区进行整形，引晶；步骤11、引晶结束后，进行细颈的生长，细颈直接在2～6mm，长度在30～60mm；开始扩肩时打开掺杂气体，硼烷气体通过流量计按照设定值进入炉室；步骤12、扩肩到要求的直径后，单晶保持，开始等径生长；步骤13、单晶拉制尾部，开始进行收尾，单晶收尾后停止硼烷掺杂气体的充入，当收尾到单晶的直径达到需要值时，将熔区拉开，这时使设备中拉着单晶的下轴继续向下运动，而带着多晶料的上轴改向上运动，并关闭氩气；步骤14、10～40分钟后，晶体尾部由红色逐渐变黑色后，进行拆清炉。