[发明专利]一种直拉单晶生产过程中的除杂方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种直拉单晶生产过程中的除杂方法。

背景技术

目前，在直拉单晶生产过程中，当硅料全部熔化成硅熔液后，像石英碎片、石墨碎片等熔点高于硅的熔点（1420度）的杂质，将漂浮在液面上。硅熔液挥发后，这些不熔杂质将漂浮在石英坩埚壁周围，在放肩及等径过程中易漂出粘污晶肩及晶棒上，造成脱棱，甚至影响硅棒的内在质量及内在参数。

发明内容

本发明的目的是提供能提高硅的纯度，促进硅单晶生长的一种直拉单晶生产过程中的除杂方法。

本发明采取的技术方案是：一种直拉单晶生产过程中的除杂方法，其特征在于它采取以下步骤，A：将单晶炉内温度升温到硅的熔点，使硅料全熔成液体；B：将单晶炉内温度降至引晶温度，把籽晶插入硅熔液液面；C：降低单晶炉内温度10～20℃，直接进行放肩、转肩、等径操作,等径长度控制在1.5cm～2.5cm之间，直径控制在120mm以上；D：快速吊起硅晶体，使硅晶体下端离开液面达35～45㎝并冷却10～20分钟；同时，将埚转降低使单晶炉内温度快速回升，停止晶转并降低埚升至距离导流筒4～6㎝；此时，硅晶体的底部会形成内凹面；E：当单晶炉内温度升温至到比引晶温度高出10～20℃时，将硅晶体具有内凹面的一面略微插入液面，停留一定时间，硅熔液液面的不可熔杂质会逐渐吸附在硅晶体上；F：使用硅晶体间断地缓慢地提升，充分吸附不可熔杂质，直至取出含杂质硅晶体，去杂完成。

采用本发明，因为硅晶体的内凹面会带着一部分惰性气体进入硅熔液，气体因为热胀的特性，鼓向硅晶体的四周并冒泡；同时，硅晶体的温度比硅熔液低，气体的热胀鼓泡会带走硅晶体底部及周围的热量，形成更低的局部温度，不可熔杂质便会逐渐吸附在硅晶体上，这样，能最大限度地使高于硅熔点的所有不可熔杂质通过吸附后除去，不被熔入熔硅中，大大提高了硅的纯度，促进了硅单晶生长，提高了硅单晶的产品质量。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对发明作进一步说明。它包括以下步骤：

1、将单晶炉内温度升温到硅的熔点1400～1440℃，使硅料全熔成液体；

2、将单晶炉内温度降至引晶温度1330～1370℃，把籽晶插入硅熔液液面；3、降低单晶炉内温度至1310～1360℃，按常规方法直接进行放肩、转肩、

等径操作；等径长度控制在1.5cm～2.5cm之间，直径控制在120mm以上；

4、快速吊起硅晶体（吊肩），使硅晶体（吊肩）下端离开液面达35～45㎝，并冷却10～20分钟；同时，将埚转由原来的6～8转/分钟降低至1～3转/分钟，使单晶炉内温度快速回升，停止晶转，并降低埚升至距离导流筒4～6㎝；此时，硅晶体（吊肩）的底部会形成内凹面；

5、当单晶炉内温度升温至到比引晶温度高出1340～1390℃时，将硅晶体（吊肩）具有内凹面的一面略微插入液面，停留2～3分钟，硅熔液液面的不可熔杂质会逐渐吸附在硅晶体（吊肩）上；F：使用硅晶体（吊肩）间断地缓慢地提升，充分吸附不可熔杂质，直至取出含杂质硅晶体（吊肩），去杂完成。