[发明专利]提拉法制备单晶硅棒过程中引细颈的方法

说明书

技术领域

本发明涉及单晶硅制造技术领域，尤其涉及提拉法制备单晶硅棒技术领域。

背景技术

近年来，光伏产业迅猛发展，企业之间的竞争愈加激烈，光伏企业提高产品质量的同时节能降耗减排和降低成本是最根本的发展之道。

单晶硅是制造太阳能电池的重要原料，其质量直接影响到太阳能电池产品的品质。单晶硅棒是单晶硅的工业化产品之一，目前行业主要以提拉法制备，即利用籽晶插入熔融的多晶硅后再提拉引晶从而制得单晶硅棒，包括拆炉-装料-化料-引细颈-放肩-转肩-等径-收尾-停炉等主要步骤。籽晶都是采用无位错硅单晶制备，当籽晶插入熔体时，由于受到籽晶与熔硅的温度差所造成的热应力和表面张力的作用会产生位错，因此，在籽晶与熔融硅熔接之后应用引细颈工艺，可以使位错消失，建立起无位错生长状态，提高单晶硅质量。

然而，为了制备常规或大尺寸单晶硅棒，一般工艺控制引细颈长度为130～160mm，时间约1.0～1.5小时，直径控制在3～5mm，其主要是由于引细颈过程中存在温度波动易导致位错、成功率低，造成引细颈时间较长、细颈长度较长，导致引晶效率低、能耗高、生产成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种提拉法制备单晶硅棒过程中引细颈的方法，能够大幅节省引细颈时间，减少引细颈的长度，提高引细颈的成功率，同时能够降低能耗，降低生产成本，提高生产效率。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：提拉法制备单晶硅棒过程中引细颈的方法，包括以下步骤：

一、将籽晶插入熔融硅中，提拉籽晶引细颈，引细颈初期籽晶拉速控制在0.5～3.0mm/min，细颈直径控制在6～8mm，并逐步将细颈直径缩细，引细颈长度为25±2mm；

二、引细颈中期籽晶拉速控制在2.0～6.0mm/min，细颈直径缩细至直径3～5mm，之后控制拉速，使细颈匀速生长，引细颈长度为52±2mm；

三、引细颈后期籽晶拉速控制在0.9～1.1mm/min，维持2～3分钟，再进行放肩工艺。

优选的，所述步骤一中，引细颈初期引细颈长度为25mm。

优选的，所述步骤二中，引细颈中期引细颈长度为50mm。

优选的，所述步骤三中，引细颈后期籽晶拉速控制在1.0mm/min。

进一步地，籽晶插入熔融硅之后、提拉籽晶之前，控制籽晶与熔融硅接触时间为30分钟。

进一步地，籽晶与熔融硅接触时将承载熔融硅的坩埚转速降至1～2转/min，接触时间完毕在准备引细颈前将所述坩埚转速缓慢增加至正常拉晶所用转速。一般正常拉晶时坩埚转速使用7～8转/min。降低坩埚转速能够提高接触温度。

进一步地，籽晶插入熔融硅之前，将籽晶降下至离熔融硅液面3～5mm距离，使籽晶预热。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明提拉法制备单晶硅棒过程中引细颈的方法，能够大幅节省引细颈时间，减少引细颈的长度;使用本发明技术可有效排除籽晶位错,提高引细颈的成功率，提高产品的成品率，同时能够降低能耗，降低生产成本，提高生产效率。

附图说明

图1是本发明实施例所引细颈的形态示意图；

其中，1、籽晶；2、细颈；3、放肩段；4、熔融硅液面。

具体实施方式

为了解决现有技术提拉法制备单晶硅棒过程中引细颈效率低、成功率不高和成本高的技术问题，本发明提供了一种引细颈的方法，在制备常规或大尺寸单晶硅棒时，能减少细颈长度、缩短引细颈时间，有效降低在引晶过程中温度波动对引细颈的影响，提高成功率，显著提高引晶效率、降低生产成本。

下面对本发明方法实施例做进一步说明。