一種降低直拉單晶氧施主的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種降低直拉單晶氧施主的方法，包括引晶步驟、放肩步驟、轉(zhuǎn)肩步驟、等徑步驟、收尾步驟和控氧步驟。本發(fā)明的優(yōu)點在于，本發(fā)明采用降低爐壓加快主泵抽氣速率，增大氬氣流量，更快的帶走SiO揮發(fā)氣體，減少進入熔硅中氧的含量；降低單晶生長的坩堝的轉(zhuǎn)速，減緩熔硅與石英坩堝反應，減少進入熔硅中氧的含量，從而減少進入單晶中氧含量，從根源上降低P型單晶氧施主效應；增大籽晶的轉(zhuǎn)速，加快結(jié)晶潛熱釋放，提高冷卻速度，讓單晶快速通過氧施主形成區(qū)域，降低氧施主效應。
【專利說明】一種降低直拉單晶氧施主的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種單晶的生產(chǎn)方法，特別是涉及一種降低直拉單晶氧施主的方法?！颈尘凹夹g(shù)】:
[0002]氧是直拉(CZ)硅單晶中最主要的雜質(zhì)。硅中的氧濃度一般在117?118Cm3數(shù)量級，以間隙態(tài)存在于硅晶格中。氧是在晶體生長過程中被引入的，由于熱歷史影響，晶體降溫過程中由于單晶頭部處于高溫時間長、冷卻慢，原來以間隙形式存在的氧(不顯電活性)在450°C左右會聚集產(chǎn)生顯電活性的Si042_，提供電子成為氧施主。
[0003]P型8英寸單晶氧施主受氧含量影響，由于氧的分凝系數(shù)大于1，所以晶體中的氧是呈線性下降的(其變化曲線還受拉晶過程中，坩堝中的氧不斷析出、液面不斷揮發(fā)影響)。單晶頭部氧含量高，容易聚集產(chǎn)生氧施主。
[0004]而氧施主易誘發(fā)層錯、缺陷，導致硅片的翹曲，引入大量的二次缺陷，影響單晶片機械性能，對硅材料和器件的電學性能有破壞作用，降低單晶電池片的轉(zhuǎn)換效率。氧施主單晶較非氧施主單晶單價低20%左右，在市場上不具競爭力、效益較低。目前國內(nèi)大多數(shù)單晶廠家仍然停留在單一的代加工、生產(chǎn)制造層面，單晶生產(chǎn)工藝對品質(zhì)的影響卻很少研究。


【發(fā)明內(nèi)容】

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[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種降低直拉單晶氧施主的方法，能夠有效降低氧施主效應，提高直拉P型8英寸單晶生產(chǎn)合格率。
[0006]氧施主是由間隙氧與硅原子共同作用形成的Si042_提供電子形成氧施主作用，氧施主的形成與晶體旋轉(zhuǎn)和坩堝旋轉(zhuǎn)有直接關(guān)系，坩堝的轉(zhuǎn)速越大、籽晶的轉(zhuǎn)速越小、惰性氣體流量越小、爐壓越大越易形成氧施主，而氧施主易誘發(fā)層錯、缺陷，影響單晶片機械性能，降低單晶電池片的轉(zhuǎn)換效率。
[0007]本發(fā)明從產(chǎn)生氧施主的根源出發(fā)，在拉晶過程中通過降低爐壓、增大惰性氣體流量，可以加快拉晶過程中S1揮發(fā)速率，從而減少進入熔硅中氧含量；通過降低坩堝的轉(zhuǎn)速減少石英坩堝中氧的析出；增大籽晶的轉(zhuǎn)速改變單晶的熱歷史，從而降低氧施主效應，提高單晶合格率，同時降低成本。
[0008]本發(fā)明由如下技術(shù)方案實施:一種降低直拉單晶氧施主的方法，包括引晶步驟、放肩步驟、轉(zhuǎn)肩步驟、等徑步驟、收尾步驟和控氧步驟，
[0009]其中，所述放肩步驟中，爐壓為1-HTorr，籽晶的轉(zhuǎn)速為10_12rpm，坩堝的轉(zhuǎn)速為10-12rpm，惰性氣體流量為80-100slpm
[0010]所述轉(zhuǎn)肩步驟中，所述爐壓為10-14Torr,所述籽晶的轉(zhuǎn)速為10_12rpm,所述?甘禍的轉(zhuǎn)速為10_12rpm，所述惰性氣體流量為80-100slpm ；
[0011]所述等徑步驟中，所述爐壓為1-Htorr，所述籽晶的轉(zhuǎn)速為10-12rpm，所述坩堝的轉(zhuǎn)速為8-10rpm，所述惰性氣體流量為80-100slpm ；
[0012]優(yōu)選的，所述放肩步驟中，所述爐壓為12Torr，所述籽晶的轉(zhuǎn)速為12pm，所述坩堝的轉(zhuǎn)速為12pm,所述惰性氣體流量為10slpm ;所述轉(zhuǎn)肩步驟中，所述爐壓為12Torr,所述籽晶的轉(zhuǎn)速為12rpm,所述?甘禍的轉(zhuǎn)速為1rpm,所述惰性氣體流量為80slpm ;所述等徑步驟中，所述爐壓為12torr、所述籽晶的轉(zhuǎn)速為12rpm、所述坩堝的轉(zhuǎn)速為Srpm、所述惰性氣體流量為80slpm。
[0013]所述惰性氣體為氬氣。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明采用降低爐壓加快主泵抽氣速率，增大氬氣流量，更快的帶走S1揮發(fā)氣體，減少進入熔硅中氧的含量；降低單晶生長的坩堝的轉(zhuǎn)速，減緩熔硅與石英坩堝反應，減少進入熔硅中氧的含量，從而減少進入單晶中氧含量，從根源上降低P型單晶氧施主效應；增大籽晶的轉(zhuǎn)速，加快結(jié)晶潛熱釋放，提高冷卻速度，讓單晶快速通過氧施主形成區(qū)域，降低氧施主效應。

【具體實施方式】
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[0015]實施例1:一種降低直拉P型8英寸單晶氧施主的方法，包括引晶步驟、放肩步驟、轉(zhuǎn)肩步驟、等徑步驟、收尾步驟和控氧步驟。
[0016]其中，所述放肩步驟中，爐壓為lOTorr，籽晶的轉(zhuǎn)速為1rpm，坩堝的轉(zhuǎn)速為1rpm,惰性氣體流量為80s Ipm ；
[0017]所述轉(zhuǎn)肩步驟中，爐壓為1Torr,籽晶的轉(zhuǎn)速為1rpm, ?甘禍的轉(zhuǎn)速為1rpm,惰性氣體流量為80slpm ；
[0018]所述等徑步驟中，爐壓為1torr,籽晶的轉(zhuǎn)速為1rpm, ?甘禍的轉(zhuǎn)速為8rpm,惰性氣體流量為80slpm。
[0019]其中惰性氣體為氬氣。
[0020]對實施例1方法生產(chǎn)的單晶進行檢測，其中單晶等徑80mm處的氧含量由20ppma降至18.9ppma。氧施主單晶比例由13.28%降至I %。
[0021]隨機選取實施例1方法生產(chǎn)的100根單晶檢測RRV值。在距單晶頭部10mm處進行切割(前100_存在大量缺陷、氧高)檢測RRV值(徑向電阻率均勻性)并計算平均值，檢測結(jié)果為:RRV平均值為6.1%，較現(xiàn)有方法生產(chǎn)的單晶降低99.5%，且RRV分布均勻，無氧施主。
[0022]實施例2:—種降低直拉P型8英寸單晶氧施主的方法，包括引晶步驟、放肩步驟、轉(zhuǎn)肩步驟、等徑步驟、收尾步驟和控氧步驟。
[0023]其中，所述放肩步驟中，爐壓為14Torr，籽晶的轉(zhuǎn)速為12rpm，坩堝的轉(zhuǎn)速為12rpm，惰性氣體流量為10slpm;
[0024]所述轉(zhuǎn)肩步驟中，爐壓為14Torr,籽晶的轉(zhuǎn)速為12rpm, ?甘禍的轉(zhuǎn)速為12rpm,惰性氣體流量為10slpm ；
[0025]所述等徑步驟中，爐壓為14torr,籽晶的轉(zhuǎn)速為12rpm, ?甘禍的轉(zhuǎn)速為1rpm,惰性氣體流量為lOOslpm。
[0026]其中惰性氣體為氬氣。
[0027]對實施例2方法生產(chǎn)的單晶進行檢測，其中單晶等徑80mm處的氧含量由20ppma降至19.1ppma0氧施主單晶比例由13.28%降至1.1 %。
[0028]隨機選取實施例2方法生產(chǎn)的100根單晶檢測RRV值。在距單晶頭部10mm處進行切割檢測(前100_存在大量缺陷、氧高)RRV值(徑向電阻率均勻性)并計算平均值，檢測結(jié)果為:RRV平均值為6.3 %，較現(xiàn)有方法生產(chǎn)的單晶降低99.3 %，且RRV分布均勻，無氧施主。
[0029]實施例3:—種降低直拉P型8英寸單晶氧施主的方法，包括引晶步驟、放肩步驟、轉(zhuǎn)肩步驟、等徑步驟、收尾步驟和控氧步驟。
[0030]其中，所述放肩步驟中，爐壓為12Torr，籽晶的轉(zhuǎn)速為llrpm，坩堝的轉(zhuǎn)速為IIrpm,惰性氣體流量為90slpm ；
[0031]在所述轉(zhuǎn)肩步驟中，爐壓為12Torr,籽晶的轉(zhuǎn)速為llrpm, ?甘禍的轉(zhuǎn)速為llrpm,惰性氣體流量為90slpm ；
[0032]所述等徑步驟中，爐壓為12torr,籽晶的轉(zhuǎn)速為llrpm, ?甘禍的轉(zhuǎn)速為9rpm,惰性氣體流量為90slpm。
[0033]其中惰性氣體為氬氣。
[0034]對實施例3方法生產(chǎn)的單晶進行檢測，其中單晶等徑80mm處的氧含量由20ppma降至19.05ppma。氧施主單晶比例由13.28%降至1.05%。
[0035]隨機選取實施例3方法生產(chǎn)的100根單晶檢測RRV值。在距單晶頭部10mm處進行切割檢測(前100_存在大量缺陷、氧高)RRV值(徑向電阻率均勻性)并計算平均值，檢測結(jié)果為:RRV平均值為6.25%，較現(xiàn)有方法生產(chǎn)的單晶降低99.35%，且RRV分布均勻，
無氧施主。
[0036]實施例4:一種降低直拉P型8英寸單晶氧施主的方法，包括引晶步驟、放肩步驟、轉(zhuǎn)肩步驟、等徑步驟、收尾步驟和控氧步驟。
[0037]其中，所述放肩步驟中，爐壓為12Torr，籽晶的轉(zhuǎn)速為12pm，坩堝的轉(zhuǎn)速為12pm，惰性氣體流量為10slpm ；
[0038]所述轉(zhuǎn)肩步驟中，所述爐壓為12Torr，所述籽晶的轉(zhuǎn)速為12rpm，所述坩堝的轉(zhuǎn)速為lOrpm，所述惰性氣體流量為80slpm ；
[0039]所述等徑步驟中，所述爐壓為12torr、所述籽晶的轉(zhuǎn)速為12rpm、所述坩堝的轉(zhuǎn)速為8rpm、所述惰性氣體流量為80slpm。
[0040]其中惰性氣體為氬氣。
[0041]對實施例4方法生產(chǎn)的單晶進行檢測，其中單晶等徑80mm處的氧含量由20ppma降至19ppma。氧施主單晶比例由13.28%降至I %。
[0042]隨機選取實施例4方法生產(chǎn)的100根單晶檢測RRV值。在距單晶頭部10mm處進行切割檢測(前100_存在大量缺陷、氧高)RRV值(徑向電阻率均勻性)并計算平均值，檢測結(jié)果為:RRV平均值為6.2%，較現(xiàn)有方法生產(chǎn)的單晶降低99.4%，且RRV分布均勻，無氧施主。
【權(quán)利要求】
1.一種降低直拉單晶氧施主的方法，包括引晶步驟、放肩步驟、轉(zhuǎn)肩步驟、等徑步驟、收尾步驟和控氧步驟，其特征在于: 所述放肩步驟中，爐壓為10-14Torr，籽晶的轉(zhuǎn)速為10_12rpm，坩堝的轉(zhuǎn)速為10-12rpm，惰性氣體流量為80_100slpm 所述轉(zhuǎn)肩步驟中，所述爐壓為lO-HTorr，所述籽晶的轉(zhuǎn)速為10-12rpm，所述坩堝的轉(zhuǎn)速為10-12rpm，所述惰性氣體流量為80-100slpm ； 所述等徑步驟中，所述爐壓為lO-Htorr，所述籽晶的轉(zhuǎn)速為10-12rpm，所述坩堝的轉(zhuǎn)速為8-10rpm，所述惰性氣體流量為80-100slpm。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種降低直拉單晶氧施主的方法，其特征在于:所述放肩步驟中，所述爐壓為12Torr，所述籽晶的轉(zhuǎn)速為12rpm，所述坩堝的轉(zhuǎn)速為12rpm，所述惰性氣體流量為10slpm ;所述轉(zhuǎn)肩步驟中，所述爐壓為12Torr,所述籽晶的轉(zhuǎn)速為12rpm,所述坩堝的轉(zhuǎn)速為1rpm，所述惰性氣體流量為SOslpm ;所述等徑步驟中，所述爐壓為12torr、所述籽晶的轉(zhuǎn)速為12rpm、所述?甘禍的轉(zhuǎn)速為8rpm、所述惰性氣體流量為80slpm。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I或2所述的任意一種降低直拉單晶氧施主的方法，其特征在于，所述惰性氣體為氬氣。
【文檔編號】C30B29/06GK104357901SQ201410616737
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】馬洋, 陳康, 王軍磊, 王建平, 谷守偉, 賈海洋, 王永青, 梁山, 王巖, 徐強, 郝勇 申請人:內(nèi)蒙古中環(huán)光伏材料有限公司