一种硅片铸锭方法、硅锭及多晶硅片技术

本申请公开了一种硅片铸锭的方法，通过熔化硅料并进行长晶，得到硅锭前置物；对所述硅锭前置物进行退火，退火的温度范围为1340摄氏度至1370摄氏度，包括端点值；退火的时间范围为50分钟至90分钟，包括端点值；对退火后的硅锭前置物进行冷却，得到所述硅锭。本申请中降低了退火阶段的温度，使得所述硅锭的内外温差降低，使硅锭内部的应力得以缓慢释放，从而降低硅锭内部的缺陷密度，同时由于降低了退火温度，增加了B‑O复合对的分解，降低了硅锭中的氧含量，提高最终得到的硅锭的质量。本申请还在不影响硅锭成晶率及碎片率的前提下，缩短了退火时间，减少能源消耗，降低成本，提升了单位时间的产能。本申请还同时提供了一种具有上述有益效果的硅锭。

A silicon wafer casting method, silicon ingot and polycrystalline silicon wafer

This application discloses a method of silicon wafer ingot casting, which obtains silicon ingot prefix by melting silicon material and crystallizing it; annealing the silicon ingot prefix at a temperature ranging from 1340 to 1370 degrees Celsius, including the end point value; annealing time ranging from 50 minutes to 90 minutes, including the end point value; cooling the annealed silicon ingot prefix to obtain the silicon ingot ingot ingot. \u3002 In this application, the temperature of annealing stage is lowered, the temperature difference between inside and outside of the silicon ingot is reduced, the stress inside the silicon ingot is released slowly, thus the defect density inside the silicon ingot is reduced, and the decomposition of B_O composite pair is increased due to the decrease of annealing temperature, the oxygen content in the silicon ingot is reduced, and the quality of the final silicon ingot is improved. This application also shortens annealing time, reduces energy consumption, reduces cost and improves productivity per unit time without affecting the crystallization rate and debris rate of silicon ingots. The application also provides a silicon ingot with the above beneficial effects.

【技术实现步骤摘要】
一种硅片铸锭方法、硅锭及多晶硅片
本申请涉及半导体制造领域，特别是涉及一种硅片铸锭方法、硅锭及多晶硅片。
技术介绍
随着科学技术的发展，硅作为一种常见半导体材料越来越受到各界重视，且被广泛运用于新能源技术、空间探索、建筑制造、军事工业及光导通讯等领域。而硅锭的铸造，则是上述硅在各领域中应用的基础步骤。硅片铸锭方法主要分为熔化、长晶、退火及冷却几个阶段，但在现有的技术中，由于退火温度过高，导致硅锭内外部温差较大，进而使硅锭内部的内应力得不到释放，同时，较高的退火温度使得包含在硅锭之中的氧不能及时逃逸出来，而是留在了所述硅锭之中形成更多的B-O复合对，所述B-O复合对同样会形成载流子复合中心，影响制得的硅锭及其后续加工产物的电学性能。因此，如何降低制得硅锭的内部缺陷密度及B-O复合对的密度是本领域技术人员亟待解决的问题。申请内容本申请的目的是提供一种硅片铸锭方法，以解决现有技术中制得硅锭的内部缺陷密度及B-O复合对的密度过高的问题，此外本申请还提供了一种具有上述有益效果的硅锭及多晶硅片。为解决上述技术问题，本申请提供一种硅片铸锭的方法，包括：熔化硅料并进行长晶，得到硅锭前置物；对所述硅锭前置物进行退火，退火的温度范围为1340摄氏度至1370摄氏度，包括端点值；退火的时间范围为50分钟至90分钟，包括端点值；对退火后的硅锭前置物进行冷却，得到所述硅锭。可选地，在所述硅片铸锭方法中，在所述冷却的冷却初期，温降的范围为28摄氏度每小时至43摄氏度每小时，包括端点值。可选地，在所述硅片铸锭方法中，在所述冷却的冷却中期，温降的范围为48摄氏度每小时至55摄氏度每小时，包括端点值。可选地，在所述硅片铸锭方法中，当所述硅片铸锭方法使用的隔热笼为G6隔热笼时，所述冷却中期的隔热笼打开速率的范围为0.8厘米至1.3厘米，包括端点值。可选地，在所述硅片铸锭方法中，当所述硅片铸锭方法使用的隔热笼为G6隔热笼时，所述冷却中期的隔热笼打开的高度的最大值的范围为18厘米至20厘米，包括端点值。可选地，在所述硅片铸锭方法中，在所述冷却的冷却后期，温降的范围为95摄氏度每小时至105摄氏度每小时，包括端点值。可选地，在所述硅片铸锭方法中，当所述硅片铸锭方法使用的隔热笼为G6隔热笼时，所述冷却后期的隔热笼打开速率的范围为2.0厘米至3.0厘米，包括端点值。本申请还提供了一种硅锭，所述硅锭通过上述任一种硅片铸锭方法得到。可选地，在所述硅锭中，所述硅锭的厚度范围为180厘米至380厘米，包括端点值。本申请还提供了一种多晶硅片，所述多晶硅片为通过上述硅锭得到的多晶硅片。本申请所提供的硅片铸锭的方法，通过熔化硅料并进行长晶，得到硅锭前置物；对所述硅锭前置物进行退火，退火的温度范围为1340摄氏度至1370摄氏度，包括端点值；退火的时间范围为50分钟至90分钟，包括端点值；对退火后的硅锭前置物进行冷却，得到所述硅锭。本申请中降低了退火阶段的温度，使得所述硅锭的内外温差降低，使硅锭内部的应力得以缓慢释放，从而降低硅锭内部的缺陷密度，同时由于降低了退火温度，增加了B-O复合对的分解，降低了硅锭中的氧含量，提高最终得到的硅锭的质量，此外，本申请还在不影响硅锭成晶率及碎片率的前提下，缩短了退火时间，减少能源消耗，降低了成本，同时提升了单位时间的产能。本申请还同时提供了一种具有上述有益效果的硅锭及多晶硅片。附图说明为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请提供的硅片铸锭方法的一种具体实施方式的流程示意图；图2为本申请提供的硅片铸锭方法的另一种具体实施方式的流程示意图；图3为本申请提供的硅片铸锭方法的又一种具体实施方式的流程示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本申请的核心是提供一种硅片铸锭的方法，其一种具体实施方式的流程示意图如图1所示，称其为具体实施方式一，包括：步骤S101：熔化硅料并进行长晶，得到硅锭前置物。步骤S102：对所述硅锭前置物进行退火，退火的温度范围为1340摄氏度至1370摄氏度，包括端点值；退火的时间范围为50分钟至90分钟，包括端点值。步骤S103：对退火后的硅锭前置物进行冷却，得到所述硅锭。常规退火工艺中各个阶段消耗时间及总耗时如下表所示：而使用本申请提供的退火工艺各个阶段所花费的时间及总耗时如下表所示：通过上述两表可以看出，使用本申请提供的退火工艺可以显著缩短退火所需的时间，大大降低能源消耗。此外，在缩短退火时间的同时，本身请提供的退火方案并未影响制得硅锭的质量，制得硅锭的成晶率与破片率的对比数据如下两表(其中本申请提供的方案简称退火工艺，现有技术中的方案简称为常规工艺)：类型投炉重量成晶率裂锭良率影响常规工艺884.18kg64.88％0％退火工艺886.5kg65.18％0％类型切片良率破片数破片率常规工艺98％1090.40％退火工艺98％930.40％由上述两表格可以看出，本申请提供的退火工艺，破片率与现有技术持平的同时，提高了制得硅锭的成晶率。本申请所提供的硅片铸锭的方法，通过熔化硅料并进行长晶，得到硅锭前置物；对所述硅锭前置物进行退火，退火的温度范围为1340摄氏度至1370摄氏度，包括端点值；退火的时间范围为50分钟至90分钟，包括端点值；对退火后的硅锭前置物进行冷却，得到所述硅锭。本申请中降低了退火阶段的温度，使得所述硅锭的内外温差降低，使硅锭内部的应力得以缓慢释放，从而降低硅锭内部的缺陷密度，同时由于降低了退火温度，增加了B-O复合对的分解，降低了硅锭中的氧含量，提高最终得到的硅锭的质量，此外，本申请还在不影响硅锭成晶率及碎片率的前提下，缩短了退火时间，减少能源消耗，降低了成本，同时提升了单位时间的产能。在具体实施方式一的基础上，进一步对冷却初期的温降做限定，得到具体实施方式二，其流程示意图如图2所示，包括：步骤S201：熔化硅料并进行长晶，得到硅锭前置物。步骤S202：对所述硅锭前置物进行退火，退火的温度范围为1340摄氏度至1370摄氏度，包括端点值；退火的时间范围为50分钟至90分钟，包括端点值。步骤S203：对退火后的硅锭前置物进行冷却，在所述冷却的冷却初期，温降的范围为28摄氏度每小时至43摄氏度每小时，包括端点值，得到所述硅锭。本具体实施方式与上述具体实施方式的不同之处在于，本具体实施方式具体限定了冷却初期的温降的范围，其余步骤均与上述具体实施方式相同，在此不再展开赘述。在本具体实施方式中，进一步加大了冷却初期的温降，使冷却初期的温度下降速度更快，从而加速离开缺陷快速繁殖的温度范围，有效抑制缺陷的繁殖，，降低最终成品中的缺陷密度，提高制得的硅锭的稳定性，同时进一步缩减工艺时间，节省能源和资源，降低成本。在具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅片铸锭的方法，其特征在于，包括：熔化硅料并进行长晶，得到硅锭前置物；对所述硅锭前置物进行退火，退火的温度范围为1340摄氏度至1370摄氏度，包括端点值；退火的时间范围为50分钟至90分钟，包括端点值；对退火后的硅锭前置物进行冷却，得到所述硅锭。

【技术特征摘要】
1.一种硅片铸锭的方法，其特征在于，包括：熔化硅料并进行长晶，得到硅锭前置物；对所述硅锭前置物进行退火，退火的温度范围为1340摄氏度至1370摄氏度，包括端点值；退火的时间范围为50分钟至90分钟，包括端点值；对退火后的硅锭前置物进行冷却，得到所述硅锭。2.如权利要求1所述的硅片铸锭的方法，其特征在于，在所述冷却的冷却初期，温降的范围为28摄氏度每小时至43摄氏度每小时，包括端点值。3.如权利要求2所述的硅片铸锭的方法，其特征在于，在所述冷却的冷却中期，温降的范围为48摄氏度每小时至55摄氏度每小时，包括端点值。4.如权利要求3所述的硅片铸锭的方法，其特征在于，当所述硅片铸锭方法使用的隔热笼为G6隔热笼时，所述冷却中期的隔热笼打开速率的范围为0.8厘米至1.3厘米，包括端点值。5.如权利要求4所述的硅片铸...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫灯周，刘俊辉，郭志球，
申请(专利权)人：浙江晶科能源有限公司，晶科能源有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33