[发明专利]一种直拉单晶的拉晶方法

说明书

本发明公开的一种直拉单晶的拉晶方法，包括装料、化料、杂质提出、稳定化处理、引晶、放肩以及收尾七个步骤组成。本发明的一种直拉单晶的拉晶方法解决了品质较差的多晶硅在直拉单晶时存在的单晶拉制成本较高以及成品率较低的问题。本发明的一种直拉单晶的拉晶方法通过对拉晶过程中步骤及参数的改变，实现了将含杂质多的品质较差多晶硅原料的分离提出，从而提高了拉晶后的晶体品质，并且提升了拉晶成品率，达到了提高生产效率、降低生产成本的目的。

技术领域

本发明属于直拉单晶方法技术领域，具体涉及一种直拉单晶的拉晶方法。

背景技术

目前太阳能光伏行业用硅单晶约有80％以上均采用切克劳斯基(Czochralski)法制造，在该方法中，多晶硅原料被装进高纯的石英坩埚内，通过外围的石墨加热器给定一定的功率，将其加热熔化，之后降低加热器功率，控制一定的过冷度之后，采用定向的籽晶与已经熔化的多晶硅液接触，通过调整溶液的温度和籽晶的提速，使得籽晶长大，达到规定的长度，之后进行放肩、转肩、等径等操作，达到等直径生长单晶，在石英坩埚内熔硅较少的时候，为提升成品率，等径结束之后，进行收尾操作，使晶体尾部成为一个锥形体，此时石英坩埚底部剩余部分残余原料。

目前由于多晶与单晶的竞争，最终体现在镀电成本、单晶制造成本以及晶体品质方面，因此对直拉单晶而言，降低生产成本、提升晶体品质尤为重要。在更多的情况下，除了通过内部成本控制外，降低多晶硅原料的使用成本也是目前单晶行业降低成本的主要手法之一。但是多晶硅原料在自身品质方面由于生产工艺的不同，差异性较大，因此在后续单晶生产过程中对成品率的提升有很大困难，同时对晶体品质造成一定影响。而且品质较差的多晶硅原料在直拉单晶生产采用传统工艺时，引晶次数、鼓掉次数都会上升，造成单晶拉制成本升高，同时由于多晶硅自身原料品质，在单晶生长过程中，由于杂质的分凝效应，导致晶体尾部少子寿命、碳含量等出现不合格，成品率下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直拉单晶的拉晶方法，解决了品质较差的多晶硅在直拉单晶时存在的单晶拉制成本较高以及成品率较低的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种直拉单晶的拉晶方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，装料：将多晶硅原料和复拉料混装在石英坩埚中；

第二步，化料：将复拉料和多晶硅原料熔化；

第三步，杂质提出：在第二步的化料工序后期，降低主加热器功率、增大坩埚转速使液面表面快速结晶，采用旧籽晶将坩埚内未熔化的多晶硅原料提出；

第四步，稳定化；

第五步，引晶；

第六步，放肩；

第七步，收尾。

本发明的特点还在于，

第一步装料时多晶硅原料和复拉料按重量比(2-4)：1的比例进行装料，并且将复拉料放置在石英坩埚边缘位置，将多晶硅原料放置在石英坩埚的中间位置。

第二步中化料具体包括以下步骤：

第1步，化料开始时加热器以常规化料功率运行、石英坩埚转速为常规转速N转/min；

第2步，从化料第2h开始，化料功率比常规化料功率增大10kW-15kW，并且石英坩埚转速以10s、20s、30s、40s以及50s的时间间隔对应为N转/min、(N+1)转/min、(N+3)转/min、(N+5)转/min以及(N+7)转/min，并且维持在(N+7)转/min。

步骤二整个化料过程在氩气气氛中进行，并且通过控制真空泵节流阀开度使单晶炉腔体内压强保持在0.7kPa-1kPa。