[发明专利]一种消除硅芯棒隐裂的装置及方法

摘要

本发明公开了一种消除硅芯棒隐裂的装置及方法，其采用直拉法生长硅芯棒，硅芯棒可为单晶、多晶、单多晶混型结构，产品无裂纹、脆断、外观均匀，是用于切割成多晶还原炉方硅芯的原材料。本发明涉及热场的设计和生长工艺参数的设置，热场设计包括加装、调整热屏装置、使其与上、中保温筒等热场部件，满足合适的温度梯度设计，生长工艺参数包括晶体规格、生长速率、退火步骤、冷却时间的控制，有效的消除了晶体隐裂、裂纹、脆断等问题，提高了产品的合格率，满足硅芯棒加工成方硅芯在还原炉的使用。

主权项

1.一种消除硅芯棒隐裂的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）加装调整热屏装置，热屏装置位于熔硅液面的上方，上端置于盖板上，热屏装置分为热屏内层和热屏外层，两者之间留有间隙填充保温材料，且间隙由上至下逐渐变宽，热屏内层与外层之间形成4‑7°的夹角θ₂，热屏内层与硅芯棒的夹角θ₃为8‑13°，热屏外层与硅芯棒的夹角θ₁为4‑6°，热屏内层最下端与熔硅液面的距离为18‑22mm，与硅芯棒的距离为58‑63mm；热屏内层和热屏外层采用各向同性的等静压石墨制成，填充的保温材料为石墨软毡，使热屏装置内满足径向生长界面温度梯度趋近于零，晶体中心轴向温度梯度与表面轴向温度梯度Gc/Ge为1.1：1.3‑1.4；2）晶体生长阶段：控制生长速率为30‑60 mm/hr，晶体直径为147‑157mm，且晶体在800‑1000摄氏度的时间控制在80‑180min；3）退火阶段：以收尾前功率为基准，分步进行降温，依次降至其1/2、1/3、最后降为0；4）停炉冷却，晶体在炉内保持至少10小时后出炉；通过上述操作，消除硅芯棒的隐裂。