[发明专利]一种利用复熔工艺提高多晶晶体质量的方法

摘要

一种利用复熔工艺提高多晶晶体质量的方法，包括步骤：装料；确保硅料在进入长晶前熔化完全且热交换器DS-Block中心点的温度TC2为1400±3℃；进入长晶第一步快速将隔热笼提升至8-10cm使坩埚底部的温度快速下降；进入长晶第二步继续提升隔热笼至10-12cm；进入长晶第三步快速将隔热笼下降至零位；进入长晶第四步保持第三步时的隔热笼位置和铸锭炉温度控制点的温度TC1，最终保证晶体生长剩余的高度在1.3-1.7cm；进入长晶第六步晶体在复熔完成后剩余的晶体表面进行生长；进入长晶第六步以后按照正常的长晶工艺进行生长；晶体生长完后按正常程序进入退火和冷却。本方法具有操作简单、成本低的特点，而且晶体的生长质量得到明显改善，多晶硅片的光电转换效率提高了0.1%-0.3%。

主权项

一种利用复熔工艺提高多晶晶体质量的方法，其特征在于，利用复熔工艺减少晶体在生长初期产生的位错、增大初始成核的晶粒尺寸以及提高硅锭少子寿命；利用复熔工艺只需要对长晶阶段的工艺进行调整；包括步骤，1）利用尺寸为878×878×480mm的石英坩埚进行装料，投炉重量控制在420‑480kg，原生料的投炉比例控制在50%‑70%；2）在保持加热、熔化、退火、冷却工艺不变的情况下，确保硅料在进入长晶前熔化完全且热交换器DS‑Block中心点的温度TC2为1400±3℃；3）进入长晶第一步G1快速将隔热笼提升至8‑10cm，隔热笼的提升速率控制在18‑20cm/h，使坩埚底部的温度快速下降；4）进入长晶第二步G2继续提升隔热笼至10‑12cm，隔热笼的提升速率控制在1.3‑1.5cm/h，此时晶体在坩埚底部开始成核，在长晶第二步时通过玻璃材质的测试棒来测量长晶阶段的晶体生长的高度，控制晶体的生长高度在1.5‑2.0cm；5）进入长晶第三步G3快速将隔热笼下降至零位，时间控制在10‑15min，同时将铸锭炉温度控制点的温度TC1升至1445‑1450℃；6）进入长晶第四步G4保持第三步时的隔热笼位置和铸锭炉温度控制点的温度TC1，由于热惯性的缘故在进入长晶第四步的前一个小时内晶体会继续生长0.5‑1.0cm，随后晶体开始熔化，通过长晶棒测量晶体熔化的高度，控制晶体的熔化高度在0.5‑0.8cm；7）进入长晶第五步G5再次快速将隔热笼提升至8‑10cm，隔热笼的提升速率控制在18‑20cm/h，使坩埚底部的温度快速下降，但是由于热惯性的缘故，在长晶第五步晶体还会继续熔化，熔化的高度在0.3‑0.5cm，最终保证晶体生长剩余的高度在1.3‑1.7cm；8）进入长晶第六步G6晶体在复熔完成后剩余的晶体表面进行生长，由于一些细小的晶粒在复熔过程中被熔化了以及因温度差异产生的位错在复熔过程中减少了，此时生长出来的晶粒大小更均匀、位错密度更少；9）进入长晶第六步以后按照正常的长晶工艺进行生长，前期长晶速率控制在0.8‑1.3cm/h，中期长晶速率控制在1.3‑1.8 cm/h，后期长晶速率控制在0.9‑1.1cm/h；10）晶体生长完后按正常程序进入退火和冷却。