一种单晶硅片的退火方法技术

本发明专利技术公开了一种单晶硅片的退火方法。包括：a、启动退火炉，并充入保护气体，将温度升至740～760℃，保温25～35分钟，放入单晶硅片，再次在740～760℃下，保温10～40分钟；b、将退火炉的温度降至640～660℃，保温10～40分钟；c、将单晶硅片迅速移出所述退火炉外，放入风淋机构中，一侧送风，一侧出风，送风口设有冷凝机组对进风降温，由风机将冷空气吹向单晶硅片，风速为3～7m/s，空气温度为10～16℃，将单晶硅片放置在中间的风道上，并且让冷风从侧面吹过上下平面，保证两侧均匀，在3～5min内，将单晶硅片冷却至室温。本发明专利技术的有益效果是：能够有效地消除由于氧施主效应造成的电阻率虚高的现象，退火后的阻值稳定，而浮动小。

ANNEALING METHOD FOR SINGLE CRYSTAL SILICON

The invention discloses an annealing method for a single crystal silicon wafer. Including: a. Start annealing furnace and fill in protective gas, raise the temperature to 740-760 C, keep it for 25-35 minutes, put it into single crystal silicon wafer, keep it for 10-40 minutes at 740-760 C again; B. Reduce the temperature of annealing furnace to 640-660 C, keep it for 10-40 minutes; C. Remove the single crystal silicon wafer out of the annealing furnace quickly, put it into the air shower mechanism, supply air on one side and outlet air on the other side. The air outlet is equipped with a condensing unit to cool the air intake. The fan blows the cold air to the single crystal silicon wafer. The wind speed is 3-7 m/s and the air temperature is 10-16 C. The single crystal silicon wafer is placed in the middle air duct, and the cold air is blown through the upper and lower planes from the side to ensure the uniformity of both sides. Within 3-5 minutes, the single crystal silicon wafer is cooled to room temperature. The beneficial effect of the invention is that the phenomenon of virtual high resistivity caused by oxygen donor effect can be effectively eliminated, and the resistance value after annealing is stable and the fluctuation is small.

【技术实现步骤摘要】
一种单晶硅片的退火方法
本专利技术涉及单晶硅领域，具体涉及一种单晶硅片的退火方法。
技术介绍
15英寸单晶硅属于大直径单晶硅制品，其生长工艺有着严苛的要求，不过在使用直拉法进行生长的过程中，由于要使用石英坩埚作为容器，石英坩埚的主要材质是石英SiO2，里面的氧原子会随着时间的推移，进入到硅液内，并且在生长过程中对晶体的内在指标产生影响。其中最主要的一种影响是导致晶体的电阻率变高。在15英寸单晶硅生长的过程中，氧很容易聚集在晶体内部，形成氧施主，导致晶体内部的电阻率虚高，尤其是针对高电阻率的硅棒。无法检查出晶体的内部真实电阻率值。一般是可以通过退火工艺进行消除晶体内部的氧施主现象，针对于太阳能电池用硅棒及硅片，可以很容易进行消除氧施主，但是针对于大直径单晶，由于其面积大，具有一点的厚度，会存在退火后，表面电阻分布不均匀，影响到电阻率的最终结果。本工艺的退火对象为直径15英寸，厚度10mm的圆盘。因为单晶硅片尺寸较大，热量在单晶硅片表面及内部的热力分布是不平均的。因此只有通过有效地退火工艺，达到去除氧施主效应，获得晶体真是电阻率的目的。应用普通的退火工艺，即放置在退火炉内高温650℃，保温30分钟后，进行自然冷却，无法达到要求。直径大于385mm,厚度大于10mm单晶单晶硅片因为直径和厚度偏大，在退火过程中存在氧施主消除不充分，经常出现二次氧化的现象，直接影响电阻率测试，造成检测数据不稳定。为了解决此类型单晶硅片的退火问题，特研发了有针对性的退火工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种的单晶硅片的退火方法,能够降低阻值，减小阻值浮动。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，一种单晶硅片的退火方法，包括：a、启动退火炉，并充入保护气体，将温度升至740～760℃，保温25～35分钟，放入单晶硅片，再次在740～760℃下，保温10～40分钟；b、将退火炉的温度降至640～660℃，保温10～40分钟；c、将单晶硅片迅速移出所述退火炉外，放入风淋机构中，一侧送风，一侧出风，送风口设有冷凝机组对进风降温，由风机将冷空气吹向单晶硅片，风速为3～7m/s，空气温度为10～16℃，将单晶硅片放置在中间的风道上，并且让冷风从侧面吹过上下平面，保证两侧均匀，在3～5min内，将单晶硅片冷却至室温；其中，在步骤c中，降温曲线函数为：T为降温速率℃/s，t为降温的时间s，v为风速m/s，C为单晶硅的比热容C＝0.219cal/g·k，R为单晶硅的半径cm，H为硅片的厚度cm，ρ为单晶硅的密度2.33g/cm3。优选的是，在步骤a中所述保护气体为氩气。优选的是，在步骤a中放入单晶硅片后的在750℃下，保温30分钟。优选的是，在步骤b中，将退火炉的温度降至650℃，保温30分钟。优选的是，在步骤c中，风速为4m/s，空气温度为14℃。优选的是，在步骤a前应对所述单晶硅片进行预处理，所述预处理的方法为将单晶硅放入氢氟酸、乙醇和去离子水的混合溶液中清洗，再用氮气吹干；所述混合溶液中包含体积分数为5～10％的氢氟酸，10～20％的乙醇，其余为去离子水。本专利技术的有益效果是：能够有效地消除由于氧施主效应造成的电阻率虚高的现象，退火后的阻值稳定，而浮动小。具体实施方式下面对专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。实施例1a、将单晶硅放入氢氟酸、乙醇和去离子水的混合溶液中清洗，再用氮气吹干；所述混合溶液中包含体积分数为8％的氢氟酸，15％的乙醇，其余为去离子水；b、启动退火炉，并充入保护气体，将温度升至750℃，保温30分钟，放入单晶硅片，再次在750℃下，保温30分钟；c、将退火炉的温度降至650℃，保温30分钟；d、将单晶硅片迅速移出所述退火炉外，放入风淋机构中，一侧送风，一侧出风，送风口设有冷凝机组对进风降温，由风机将冷空气吹向单晶硅片，风速为4m/s，空气温度为14℃，将单晶硅片放置在中间的风道上，并且让冷风从侧面吹过上下平面，保证两侧均匀，在4min内，将单晶硅片冷却至室温；降温曲线函数为：T为降温速率℃/s，t为降温的时间s，v为风速m/s，C为单晶硅的比热容＝0.219cal/g·k，R为单晶硅的半径cm，H为硅片的厚度cm，ρ为单晶硅的密度2.33g/cm3。实施例2a、将单晶硅放入氢氟酸、乙醇和去离子水的混合溶液中清洗，再用氮气吹干；所述混合溶液中包含体积分数为5％的氢氟酸，20％的乙醇，其余为去离子水；b、启动退火炉，并充入保护气体，将温度升至740℃，保温35分钟，放入单晶硅片，再次在740℃下，保温40分钟；c、将退火炉的温度降至640℃，保温40分钟；d、将单晶硅片迅速移出所述退火炉外，放入风淋机构中，一侧送风，一侧出风，送风口设有冷凝机组对进风降温，由风机将冷空气吹向单晶硅片，风速为3m/s，空气温度为16℃，将单晶硅片放置在中间的风道上，并且让冷风从侧面吹过上下平面，保证两侧均匀，在3min内，将单晶硅片冷却至室温；降温曲线函数为：T为降温速率℃/s，t为降温的时间s，v为风速m/s，C为单晶硅的比热容＝0.219cal/g·k，R为单晶硅的半径cm，H为硅片的厚度cm，ρ为单晶硅的密度2.33g/cm3。实施例3a、将单晶硅放入氢氟酸、乙醇和去离子水的混合溶液中清洗，再用氮气吹干；所述混合溶液中包含体积分数为10％的氢氟酸，10％的乙醇，其余为去离子水；b、启动退火炉，并充入保护气体，将温度升至760℃，保温25分钟，放入单晶硅片，再次在760℃下，保温10分钟；c、将退火炉的温度降至660℃，保温10分钟；d、将单晶硅片迅速移出所述退火炉外，放入风淋机构中，一侧送风，一侧出风，送风口设有冷凝机组对进风降温，由风机将冷空气吹向单晶硅片，风速为7m/s，空气温度为10℃，将单晶硅片放置在中间的风道上，并且让冷风从侧面吹过上下平面，保证两侧均匀，在5min内，将单晶硅片冷却至室温；降温曲线函数为：T为降温速率℃/s，t为降温的时间s，v为风速m/s，C为单晶硅的比热容＝0.219cal/g·k，R为单晶硅的半径cm，H为硅片的厚度cm，ρ为单晶硅的密度2.33g/cm3。实施例4a、将单晶硅放入氢氟酸、乙醇和去离子水的混合溶液中清洗，再用氮气吹干；所述混合溶液中包含体积分数为9％的氢氟酸，16％的乙醇，其余为去离子水；b、启动退火炉，并充入保护气体，将温度升至743℃，保温25～35分钟，放入单晶硅片，再次在745℃下，保温35分钟；c、将退火炉的温度降至644℃，保温15分钟；d、将单晶硅片迅速移出所述退火炉外，放入风淋机构中，一侧送风，一侧出风，送风口设有冷凝机组对进风降温，由风机将冷空气吹向单晶硅片，风速为6m/s，空气温度为12℃，将单晶硅片放置在中间的风道上，并且让冷风从侧面吹过上下平面，保证两侧均匀，在4min内，将单晶硅片冷却至室温；降温曲线函数为：T为降温速率℃/s，t为降温的时间s，v为风速m/s，C为单晶硅的比热容＝0.219cal/g·k，R为单晶硅的半径cm，H为硅片的厚度cm，ρ为单晶硅的密度2.33g/cm3。实施例5a、将单晶硅放入氢氟酸、乙醇和去离子水的混合溶液中清洗，再用氮气吹干；所述混合溶液中包含体积分数为9％的氢氟酸，13％的乙醇，其余本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单晶硅片的退火方法,包括：a、启动退火炉，并充入保护气体，将温度升至740～760℃，保温25～35分钟，放入单晶硅片，再次在740～760℃下，保温10～40分钟；b、将退火炉的温度降至640～660℃，保温10～40分钟；c、将单晶硅片迅速移出所述退火炉外，放入风淋机构中，一侧送风，一侧出风，送风口设有冷凝机组对进风降温，由风机将冷空气吹向单晶硅片，风速为3～7m/s，空气温度为10～16℃，将单晶硅片放置在中间的风道上，并且让冷风从侧面吹过上下平面，保证两侧均匀，在3～5min内，将单晶硅片冷却至室温；其中，在步骤c中，降温曲线函数为：

【技术特征摘要】
1.一种单晶硅片的退火方法,包括：a、启动退火炉，并充入保护气体，将温度升至740～760℃，保温25～35分钟，放入单晶硅片，再次在740～760℃下，保温10～40分钟；b、将退火炉的温度降至640～660℃，保温10～40分钟；c、将单晶硅片迅速移出所述退火炉外，放入风淋机构中，一侧送风，一侧出风，送风口设有冷凝机组对进风降温，由风机将冷空气吹向单晶硅片，风速为3～7m/s，空气温度为10～16℃，将单晶硅片放置在中间的风道上，并且让冷风从侧面吹过上下平面，保证两侧均匀，在3～5min内，将单晶硅片冷却至室温；其中，在步骤c中，降温曲线函数为：T为降温速率℃/s，t为降温的时间s，v为风速m/s，C为单晶硅的比热容C＝0.219cal/g·k，R为单晶硅的半径cm，H为硅片的厚度cm，ρ...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘连胜，何翠翠，秦朗，李珍珍，
申请(专利权)人：锦州神工半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21