[发明专利]单晶棒的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及单晶棒生产技术领域，具体而言，涉及一种单晶棒的生产方法。

背景技术

目前，单晶棒的生产过程主要是：将固体硅料放置在坩埚内，然后盛放有固体硅料的坩埚放入单晶炉的工作室内，并且在单晶炉实现生成单晶棒的过程。单晶炉大体分为工作室和副室，副室位于工作室的上方，单晶炉内设置的密封隔断将工作室与副室隔开。一根单晶棒生成之后，将坩埚从单晶炉内取出。由于坩埚从高温冷却到常温后将会破碎，也就是说，坩埚从单晶炉内取出之后将无法继续适用，因此只能更换新的坩埚并重复上述单晶棒的生产过程。由上述可知，生产一根单晶棒就需要消耗一个坩埚。目前，坩埚的成本也是单晶棒生产成本的一部分，因此，在单晶棒的生产过程中降低消耗坩埚的数量也就降低了单晶棒的生产成本。

目前，有一种复投料的方法能够降低坩埚的成本。具体地，将盛放有固体硅料的坩埚放入单晶炉内，待固体硅料全部熔化并且单晶炉的工作室内的温度和压力稳定时，液体硅料的液面会明显低于坩埚的开口位置。这是由于坩埚盛放满固体硅料后，各固体硅料之间具有间隙，当固体硅料熔化成液体后，液体硅料的液面会明显低于坩埚的开口位置。然后，将盛放有固体硅料的加料器从副室移动到工作室，并通过加料器向坩埚内投放固体硅料，所投放固体硅料的质量最好能够将液体硅料的液面与坩埚的开口位置平齐或是略微低于坩埚的开口位置。上述方法增加了坩埚内所盛放的液体硅料，也就是说，增加了提升单晶棒所使用的硅料，进而增加了所提升单晶棒的重量。因此，消耗一个坩埚所提升的单晶棒的质量增加了，提高了坩埚的使用率，进而降低了单晶棒的生产成本。

发明内容

本发明旨在提供一种能够提高坩埚使用率以降低单晶棒的生产成本的单晶棒的生产方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种单晶棒的生产方法，包括以下步骤：步骤S10：向坩埚内投入第一批硅料，加热坩埚以熔化第一批硅料，然后使熔化后的第一批硅料结晶以得到第一根单晶棒，并且取出第一根单晶棒，在步骤S10之后还包括以下步骤：步骤S20：向坩埚内投入第二批硅料，并加热坩埚以熔化第二批硅料，然后使熔化后的第二批硅料结晶以得到第二根单晶棒。

进一步地，向坩埚内投入第二批硅料的步骤中进一步包括以下步骤：将第二批硅料加入到加料器中，然后通过加料器一次或分多次向坩埚内投入，当分多次投入时，每次投放之间具有时间间隔。

进一步地，在步骤S20中，将第二批硅料通过加料器分三次向坩埚内投入。

进一步地，在步骤S20中，三次投放中的第一次和第二次投放硅料的重量均在10KG至15KG的范围内。

进一步地，在向坩埚内投入第二批硅料之前，坩埚内剩余的熔化后的第一批硅料的质量大于25KG。

进一步地，在步骤S20中，将以下步骤操作重复一次或多次：将第二批硅料加入到加料器内并将第二批硅料投入到坩埚内。

进一步地，步骤S20进一步包括以下步骤：将第二批硅料加入加料器内并将第二批硅料投入到坩埚的操作重复一次，将第一次投入到加料器的第二批硅料以及第二次投入到加料器的第二批硅料均分多次向坩埚内投入，每次投放之间具有时间间隔，第二次投入到加料器的第二批硅料的投放次数与第一次投入到加料器的第二批硅料的投放次数相等，第二次投入到加料器的第二批硅料中各次投放的重量与第一次投入到加料器的第二批硅料中各次投放的重量一一对应相等，第二次投入到加料器的第二批硅料中相邻两次投放的间隔时间与第一次投入到加料器的第二批硅料中相邻两次投放的间隔时间一一对应相等。

进一步地，向坩埚内投入第二批硅料时，第二批硅料的投放位置与坩埚中的硅料液面的距离始终保持在预定的范围内。

进一步地，在第二批硅料投入坩埚的过程中，通过控制坩埚的下降速度以实现第二批硅料的投放位置与坩埚中的硅料液面的距离始终保持在预定的范围内。

进一步地，在得到第二根单晶棒之后还包括如下操作：重复步骤S20以得到多根单晶棒，其中，在每次重复的步骤S20中首次向坩埚内投入第二批硅料之前，坩埚内的剩余的第二批硅料的质量均大于25KG。