[发明专利]低浓度位错铸锭单晶缓冲式籽晶熔化控制方法

权利要求书

1.低浓度位错铸锭单晶缓冲式籽晶熔化控制方法，其特征在于,包括以下步骤：

(1)在石英坩埚底部铺设籽晶：

步骤a、在石英坩埚内表面喷涂氮化硅粉末冷却，作为保护层；

步骤b、在石英在坩埚底部铺设一层厚度为2cm的菜籽料

步骤c、在菜籽料上铺设籽晶板或者籽晶块，作为定向凝铸半熔工艺的籽晶层；

步骤d、使用小颗粒原生单晶硅料将上述步骤中铺设的籽晶板或者籽晶块之间的缝隙填满；

步骤e、在籽晶层上铺设50mm-mm菜籽料，作为缓冲层；

步骤f、在缓冲层上铺设多块由头尾料构成的晶砖，作为阻挡层,所述阻挡层的晶砖从坩埚壁向坩埚中心渐次降低，形成一个凹陷的结构；

步骤g、在阻挡层上逐层码放如下硅料：交替铺设头尾单晶废料、单晶碎片、原生硅料、单晶颗粒料，直至达到所需的硅料要求；

(2)使用第一热电偶和第二热电偶获取石英坩埚底部边角部位的温度信号，温度信号为坩埚底部边角部位的温度和温度变化率的数值；

(3)根据获取到的所述温度信号，判断所述籽晶熔化的高度；当所述温度信号出现突然上升的突变点时，表示籽晶熔化至设定高度，此时控制热场和工艺，进入长晶阶段。

2.根据权利要求1所述低浓度位错铸锭单晶缓冲式籽晶熔化控制方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述温度信号为所述坩埚底部边角部位的温度、温度变化的斜率和温度变化的累积斜率中的至少一种，所述温度变化的累积斜率指的是多个温度变化的斜率的累加数值。

3.根据权利要求1所述低浓度位错铸锭单晶缓冲式籽晶熔化控制方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述在籽晶熔化至设定高度时控制热场由熔化阶段进入长晶阶段的步骤之前，可以设置一个预警高度，判断籽晶熔化至报警高度时进行报警。

4.根据权利要求1所述低浓度位错铸锭单晶缓冲式籽晶熔化控制方法，其特征在于：所述步骤(3)中利用软件设置一个报警设置值，当所述温度信号接近或超过所述报警设置值时，利用PLC控制器将接近或超过所述报警设置值的所述温度信号传递至报警器，所述报警器接收到所述温度信号时进行自动报警，提醒籽晶快熔化或已熔化至设定的高度，然后再控制热场和工艺，进入长晶阶段。

5.根据权利要求1所述低浓度位错铸锭单晶缓冲式籽晶熔化控制方法，其特征在于：所述步骤c中籽晶块的制备过程如下：从单晶硅锭中去除边皮形成单晶硅棒，将硅棒切割成籽晶块，所得籽晶块的尺寸为：156mm*156mm*15mm。

6.根据权利要求1所述低浓度位错铸锭单晶缓冲式籽晶熔化控制方法，其特征在于：所述步骤c中籽晶板的制备过程如下：采用直拉法制备的8英寸晶棒，沿着直拉方向进行板状切割，所得籽晶板的尺寸为156mm*980mm。

7.根据权利要求1所述低浓度位错铸锭单晶缓冲式籽晶熔化控制方法，其特征在于：所述步骤e中的缓冲层的填充高度为100-150mm。

8.根据权利要求1所述低浓度位错铸锭单晶缓冲式籽晶熔化控制方法，其特征在于：所述步骤f中单晶硅晶砖的长、宽、高分别为156mm、156mm、30-40mm。