[发明专利]一种类单晶硅晶体生长方法和热场结构

摘要

一种类单晶硅晶体生长方法和热场结构，本发明涉及一种太阳能晶体硅材料的技术领域。使用单块板状籽晶，在籽晶诱导下从上向下沿籽晶厚度方向，从硅熔液中生长高度略等于宽度的准方形晶体。为实现所述晶体生长方法，本发明热场结构包括主、副炉室、籽晶装载腔、晶棒卸载腔，晶体提拉机构，坩埚，加热器，保温筐，隔热板等部件，副炉室中的晶体提拉机构挂载籽晶诱导晶体生长，在晶体生长过程中，在籽晶装载腔和晶棒卸载腔进行籽晶模块的准备和晶棒的取出，晶棒生长完成后，晶体提拉机构可快速卸载并再次挂载籽晶块生长下一根晶体。本发明所生长类单晶硅晶体，具有晶向统一，边皮料比例低，产品合格率高，缺陷密度低，生产效率高的特点。

主权项

1.一种类单晶硅晶体生长方法，其特征在于，所述类单晶硅晶体生长方法包括以下步骤：（1）将硅原料装入主炉室中的坩埚中，关闭主、副炉室、晶棒卸载腔，抽真空后充入保护气体至工艺要求压力，并关闭主、副炉室间的隔板，主炉室内隔热板呈水平关闭状态，开启加热器，按照程序设定温升曲线加热硅料至完全熔化；（2）在步骤（1）进行过程中，打开籽晶装载腔盖板，将籽晶与籽晶夹具组成的籽晶模块放置到籽晶移动机构上，关闭籽晶装载腔盖板，对籽晶装载腔进行抽真空后充入保护气体至副炉室一致；（3）打开籽晶装载腔侧门与副炉室连通，籽晶移送机构将籽晶模块送入副炉室中，并挂载与晶体提拉机构上，籽晶移送机构收回并关闭籽晶装载腔侧门；（4）打开主、副炉室间隔板和主炉室内隔热板，晶体提拉机构带动籽晶模块向下运动，使籽晶部分浸入高温硅熔体后部分熔化，形成新的固液界面，调整隔热板开口角度和加热器温度，形成上冷下热的温区分布，熔体硅在籽晶界面上向下凝固、生长，晶体提拉机构向上提拉控制晶体生长速度和调控晶棒宽度，晶棒变宽，提速增加，晶棒宽度变小，则拉速下降，晶体生长达到需要的高度后，快速提拉晶体脱离与熔体的接触，并缓慢提升至副炉室中，同步关闭隔热板和主副炉室隔板；（5）晶棒提拉至副炉室后，打开晶棒卸载腔侧门连通副炉室，晶体卸载机构伸入副炉室，晶体卸载机构承接晶棒后，将晶棒移动到晶棒卸载腔内冷却降温，关闭晶棒卸载腔侧门；（6）在步骤（4）进行过程中，向籽晶装载腔内充气至大气压力后，打开盖板，再次装载籽晶模块后，关闭籽晶装载腔盖板，抽真空后充入保护气体至压力与副炉室一致，完成籽晶装载准备；（7）在步骤（4）进行过程中，位于晶棒卸载腔的晶棒，冷却到工艺要求温度后，向晶棒卸载腔内充入保护气体至压力提升至环境压力，打开晶棒卸载腔盖板，取出晶棒，关闭晶棒卸载腔，再次抽真空后充入保护气体至副炉室一致，以准备进行下一根晶棒的卸载；（8）重复步骤（3）～（7）直至将坩埚内熔体全部生长为晶棒。