用直拉区熔法制备6英寸N型太阳能硅单晶的方法

摘要

本发明涉及硅单晶的制备工艺，特别涉及一种用直拉区熔法制备6英寸N型太阳能硅单晶的方法。其特征在于，首先用直拉法进行硅多晶料的拉制；然后进行锭形加工、清洗腐蚀，再用区熔气掺的方法继续拉制掺杂的硅单晶，本发明的有益效果是：运用气相掺杂区熔硅单晶方法结合直拉硅单晶生产方法，通过控制抽空充气，掺杂气体浓度，掺杂气通入量，拉晶工艺参数范围，使工艺方法满足了生产6英寸N型太阳能硅单晶的要求。

主权项

一种用直拉区熔法制备6英寸N型太阳能硅单晶的方法，其特征在于，首先用直拉法进行硅多晶料的拉制；然后进行锭形加工、清洗腐蚀，再用区熔气掺的方法继续拉制掺杂的硅单晶，所述方法包括如下步骤：步骤1、清理炉膛，将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、启动加热，将块状硅多晶全部熔化后，下降籽晶将籽晶与硅熔体相熔接；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为2～5mm，长度为80～120mm的细颈；步骤4、下降籽晶升速，设定晶升速度为0.3～0.6mm/min进行放肩，用40～70分钟时间，将拉晶直径从细颈的2～5mm扩大到140mm～150mm；步骤5、降低晶升速度进行转肩，之后控制拉晶速度进行等径拉晶；步骤6、降低晶体拉速进行收尾；收尾过程时间为1.5～2.5小时；步骤7、提高晶体离开液面，之后进行停炉操作，待冷却3～5小时后，将多晶棒料出炉；步骤8、将出炉后的多晶棒进行锭形加工，即对用直拉法拉制的多晶料进行滚磨、刻槽、磨头加工，使其符合区熔用料要求，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、进行掺杂气通入量设定，磷烷气体会在流量计控制下按照通入量设定值进入炉室，关闭炉门抽真空充氩气，充氩气完毕后，对多晶棒进行预热； 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；之后开始扩肩并通入掺杂气；步骤12、扩肩到要求的直径后转肩，之后单晶保持，开始等径生长；步骤13、单晶拉制尾部，开始进行收尾，单晶收尾后停止磷烷掺杂气体的充入，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。