[发明专利]一种直拉单晶硅快速收尾方法

说明书

本发明公开的一种直拉单晶硅快速收尾方法，包括：前期，坩埚停止上升，提高热场温度，保持晶体生长速度、晶转、埚转速度不变，使晶体直径缩小；中期，降低晶体生长速度，驱动坩埚上升，然后降低加热功率、提高晶体和坩埚旋转速度，使热场温度上升趋势减缓；后期，坩埚停止上升，晶转、埚转速度不变，提高晶体生长速度，直至晶体直径缩小至25mm‑30mm时，将晶体提出熔硅液面，完成收尾。本发明的直拉单晶硅快速收尾方法在保持单晶硅晶体生长速度不变的前提下迅速缩小直径，然后降低晶体生长速度、提升晶体和坩埚转速、降低加热功率使热场温度上升趋势降低避免晶体尾部折断，最后迅速提升拉晶速度完成收尾，从而使得收尾时间大大缩短，成品率大大增加。

技术领域

本发明属于单晶硅生产技术领域，具体涉及一种直拉单晶硅快速收尾方法。

背景技术

在使用直拉法拉制单晶硅时，收尾工序可以减小单晶硅晶体的直径，使得晶体尾部所受热应力的作用面减小，防止晶体提出熔硅液面时，热应力导致位错的产生。

传统的收尾工艺在晶体生长结束阶段，需要逐步将热场温度升高，同时降低晶体生长速度，使晶体直径缩小。当收尾直径缩小至5mm以下时(长度达到180-210mm)，直接提断处理，整个收尾过程需要3h-3.5h，收尾时间较长，且尾部重量也较重能达到6kg-7kg。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直拉单晶硅快速收尾方法，解决了现有的直拉单晶硅收尾工序存在的时间长、单晶硅棒尾部重量大的缺点。

本发明所采用的技术方案是：一种直拉单晶硅快速收尾方法，利用单晶炉使用直拉法拉制单晶硅棒到收尾工序后，包括以下阶段：

收尾前期，坩埚停止上升，提高加热功率使热场温度升高，同时保持晶体生长速度、晶体旋转速度以及坩埚旋转速度不变，使晶体直径迅速缩小；

收尾中期，降低晶体生长速度，同时驱动坩埚上升，坩埚上升速度小于收尾中期的晶体生长速度，保持一段时间后降低加热功率、提高晶体旋转速度和坩埚旋转速度，使热场温度上升趋势减缓；

收尾后期，坩埚停止上升，晶体旋转速度和坩埚旋转速度保持不变，同时提高晶体生长速度，直至晶体直径缩小至25mm-30mm时，将晶体提出熔硅液面，完成收尾工序。

本发明的特点还在于，

收尾前期中，加热功率提高12kW-15kW，晶体直径缩小至100mm-110mm。

收尾中期中，晶体生长速度降至50mm/h，坩埚上升速度为5mm/h，保持8min-12min后；将加热功率降低3kW-5kW，坩埚旋转速度提高至10rpm，晶体旋转速度提高至12rpm，然后保持8min-12min。

收尾后期中，坩埚停止上升后，晶体生长速度以10mm/min²的加速度快速提高。

在收尾工序之前的准备收尾阶段，加热功率为55kW-60kW，晶体生长速度为80mm/h，晶体旋转速度为10rpm，坩埚上升速度为8mm/h，坩埚旋转速度为9rpm。

本发明的有益效果是：本发明的一种直拉单晶硅快速收尾方法解决了现有的直拉单晶硅收尾工序存在的时间长、单晶硅棒尾部重量大的缺点。本发明的直拉单晶硅快速收尾方法先在保持单晶硅晶体生长速度不变的前提下迅速缩小直径，然后降低单晶炉功率使热场温度上升趋势降低避免晶体尾部折断，最后迅速提升拉晶速度完成收尾工序，从而使得收尾时间大大缩短，成品率大大增加。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供的一种直拉单晶硅快速收尾方法，利用单晶炉使用直拉法拉制单晶硅棒到收尾工序后，具体包括以下阶段：