[发明专利]一种使用异常原料生产单晶硅的方法

权利要求书

1.一种使用异常原料生产单晶硅的方法，其特征在于，包括以下步骤：

装料：将多晶硅原料和异常原料混装在坩埚中；

化料：将异常原料和多晶硅原料熔化；

杂质提出：在化料后期将所述坩埚内未熔化的含杂质部分的原料提出；

生长：利用籽晶将提出杂质后剩余的硅熔体提拉以获得单晶硅。

2.根据权利要求1所述的使用异常原料生产单晶硅的方法，其特征在于，在所述装料过程中，多晶硅原料和异常原料的重量比例为X:1，其中1≤X≤3。

3.根据权利要求1或2所述的使用异常原料生产单晶硅的方法，其特征在于，在所述装料过程中，将多晶硅原料放置在靠近坩埚的侧壁处，将异常原料放置在坩埚内由多晶硅原料环绕的中间。

4.根据权利要求1所述的使用异常原料生产单晶硅的方法，其特征在于，所述化料步骤分为以下三个阶段：

化料初期：化料功率按设定功率运行，设定功率的范围为40-100KW，坩埚的转速设定为1-2转/min；

化料中期：化料开始1-4h后，化料功率达到峰值，且峰值功率控制在50-130KW，持续时间为5-15h，坩埚的转速设定为1-2转/min；

化料后期：待坩埚内原料尺寸熔化至80-120mm后，降低化料功率至引晶功率，坩埚的转速增加为3-7转/min。

5.根据权利要求4所述的使用异常原料生产单晶硅的方法，其特征在于，所述化料步骤还包括以下步骤：

在整个化料过程中充入氩气作为保护气体，将单晶炉腔体内压强控制在0.5kPa-8kPa，氩气流量控制在10-150L/min。

6.根据权利要求1所述的使用异常原料生产单晶硅的方法，其特征在于，所述杂质提出步骤包括：

待坩埚内原料尺寸熔化至80-120mm后，降低用于化料的加热器功率至引晶功率，坩埚的转速设定为3-7转/min，利用旧籽晶将坩埚内未熔化的异常原料作为杂质提出，待杂质提出后再控制坩埚的转速为8-10转/min。

7.根据权利要求1所述的使用异常原料生产单晶硅的方法，其特征在于，所述生长步骤分为以下五个阶段：

稳定化：将用于化料的加热器功率调整为常规化料功率，将坩埚的转速设定为5-8转/min，稳定化过程的持续时间为整个化料过程持续时间的0.15-0.7倍；

引晶：将引晶长度控制为拉制晶体直径的1-3倍，细颈直径控制在4mm±0.5mm以内；

放肩：采用慢拉速放肩方式，其肩部形状控制锥度为120°-150°；

等径生产：控制晶体等径生产到所需长度；

收尾：将收尾长度控制为晶体直径的0.2-2倍，尾部断面直径≤120mm。

8.根据权利要求7所述的使用异常原料生产单晶硅的方法，其特征在于，所述生长步骤还包括：在整个生长过程中充入氩气作为保护气体，将单晶炉腔体内压强控制在1kPa-4kPa，氩气流量控制在30-50L/min。

9.根据权利要求7所述的使用异常原料生产单晶硅的方法，其特征在于，所述生长步骤完成后，坩埚内剩料重量应为装料总重量的1％-2.5％。