一种单晶拉制工艺方法技术

本发明专利技术提供一种单晶拉制工艺方法，在坩埚内有剩料时，执行取出工序，将坩埚内剩料至少部分取出。本发明专利技术的有益效果是在坩埚内有剩料时，执行取出工序，直接将坩埚内剩料至少部分取出，坩埚内剩料取出后，再进行复投或继续拉晶，不同于分凝杂质的原理，使得坩埚内的物料的熔体杂质浓度被稀释，提升单晶寿命，改善单晶电阻率。晶电阻率。晶电阻率。

【技术实现步骤摘要】
一种单晶拉制工艺方法


[0001]本专利技术属于直拉单晶
，尤其是涉及一种单晶拉制工艺方法。

技术介绍

[0002]在CZ法拉制单晶过程中，随着复投次数(拉晶颗数)的增加，单晶sinton高寿命占比越来越小，颗次间寿命衰减严重，例如同一周期内拉制的某颗单晶较第1颗相应数据下降了24％，进而影响产品的使用性能，造成上述寿命衰减主要是由于杂质的分凝现象导致，低分凝偏析的杂质将富集在坩埚内剩料中，在拉晶过程中，坩埚内的剩料随着单晶的拉制杂质浓度越来越大，或者，硅原料杂质多，单晶成晶差，甚至无法成晶，或者，取段复投时坩埚内剩料杂质浓度大，当前行业内通用的拉晶工艺下，是继续复投，随着拉晶复投次数的增加，在熔体中富集的杂质越来越多，继续拉晶单晶寿命越来越低。

技术实现思路

[0003]鉴于上述问题，本专利技术提供一种单晶拉制工艺方法，以解决现有技术存在的以上或者其他前者问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种单晶拉制工艺方法，在坩埚内有剩料时，执行取出工序，将坩埚内剩料至少部分取出。
[0005]进一步的，通过一具有与外界连通的内部腔体的吸取装置吸取坩埚内剩料而将坩埚内剩料取出。
[0006]进一步的，吸取装置进行坩埚内剩料的吸取时利用单晶炉内部与吸取装置的内部腔体之间的压力差进行吸取。
[0007]进一步的，当充压至单晶炉内的压力大于吸取装置内部压力时，吸取装置对坩埚内剩料进行吸取。
[0008]进一步的，通过吸取装置吸取坩埚内剩料的步骤包括：
[0009]在单晶取段后，将吸取装置设于单晶炉内并进行预热，且吸取装置可相对于单晶炉上下移动；
[0010]预热后的吸取装置下降至预吸液位置；
[0011]对单晶炉进行充压，吸取装置对坩埚内剩料进行吸取，直至坩埚内剩料全部被吸取。
[0012]进一步的，吸取装置处于预吸液位置时，吸取装置的进料口位于坩埚内剩料液面之下，以使得吸取装置处于密闭状态。
[0013]进一步的，对单晶炉进行充压时，单晶炉的保护气体进气阀处于打开状态，单晶炉上的排气阀处于关闭状态，并在吸取装置吸取坩埚内剩料的过程中持续充压。
[0014]进一步的，对单晶炉进行充压时，关闭单晶炉的机械运动，机械运动包括晶转、埚转、埚升和热屏运动。
[0015]进一步的，在充压过程中，单晶炉的压力小于630
‑
710torr。
[0016]进一步的，待吸取装置吸取坩埚内剩料后，将吸取装置拆离单晶炉，再进行复投。
[0017]进一步的，待吸取装置内的坩埚内剩料结晶后，再将吸取装置拆离单晶炉，再进行复投。
[0018]进一步的，吸取装置吸取坩埚内剩料后，将吸取装置提升至单晶炉的低温区域进行结晶。
[0019]进一步的，在坩埚内剩料结晶过程中，持续对单晶炉进行充压，直至坩埚内剩料完成结晶。
[0020]进一步的，复投工艺包括以下步骤：
[0021]复投前期投入小粒径的料块，并进行化料；
[0022]当坩埚底部形成稳定的熔体后，进行物料复投。
[0023]进一步的，小粒径的料块的粒径小于15mm。
[0024]进一步的，吸取装置与单晶炉的提升装置连接。
[0025]进一步的，吸取装置包括：
[0026]腔体：腔体上设置有开口；
[0027]设置在腔体开口处的剩料通道：剩料通道包括废料吸入端口和废料输出端口，废料吸入端口位于腔体外部，废料输出端口位于腔体内部或废料输出端口与腔体开口连接；
[0028]废料输出端口与废料吸入端口分别位于腔体设有开口一侧面的最低点的两侧；
[0029]其中，吸取装置工作时，坩埚中的剩料在腔体内外压力差的作用下由剩料通道的吸入端口吸入，由输出端口输出，进入腔体。
[0030]进一步的，剩料通道为等径管状结构或变径管状结构。
[0031]进一步的，剩料通道包括等径部以及与等径部相连的变径部。
[0032]进一步的，剩料通道为管状结构，沿着废料输出端口至废料吸入端口方向，剩料通道的壁厚逐渐减小。
[0033]进一步的，剩料通道沿腔体开口向腔体外延伸第一长度形成第一通道，剩料通道沿腔体开口向腔体内延伸第二长度形成第二通道。
[0034]进一步的，第一通道的数量至少为一个，多个第一通道均与第二通道连通。
[0035]进一步的，剩料通道沿腔体开口向腔体外延伸，腔体设置有剩料通道的一侧面凹向腔体内部。
[0036]进一步的，废料吸入端口的截面面积不小于废料输出端口的截面面积。
[0037]进一步的，剩料通道的体积小于腔体容置腔室的体积。
[0038]进一步的，装置上还设有连接件，用于连接单晶炉的提升装置。
[0039]进一步的，连接件设在腔体上。
[0040]进一步的，连接件与单晶炉的提升装置活动连接。
[0041]进一步的，连接件为设置在腔体上的连接孔，连接孔与单晶炉的提升装置连接。
[0042]进一步的，腔体内设有内筒。
[0043]由于采用上述技术方案，在直拉单晶工艺中增加取出工序，在坩埚内有剩料时，根据实际需求进行坩埚内剩料的至少部分取出，降低坩埚内剩料的杂质浓度，再进行复投工艺或再继续拉晶，改善再次拉制的单晶的电阻率，改善单晶的品质；在直拉单晶的取段复投阶段，直接将坩埚底部的坩埚内剩料取出，坩埚内剩料取出后，再进行复投，不同于分凝杂
质的原理，使得再次复投的物料的熔体杂质浓度被稀释，提升单晶寿命，改善单晶电阻率；采用吸取装置进行坩埚内剩料的吸取，将坩埚内剩料取出，利用压力差进行坩埚内剩料的吸取，工艺操作简单且可实现自动化；该吸取装置结构简单，利用拉晶用的重锤，将吸取装置直接与重锤连接，使得吸取装置安装方便，不需改变单晶炉的结构或增加单晶炉的结构，使得吸取装置使用方便；该吸取装置的材料为石墨和石英，在对坩埚内剩料吸取时，不会对熔体造成污染，使得坩埚内剩料取出后可以再次重复使用；将坩埚内剩料取出，使得复投的物料中的杂质浓度低，使得复投后再次拉晶时，周期内拉制的单晶品质更好，使得单晶的寿命得以提升，提升单晶尾部的电阻率，能够提升产品电学性能，助力客户提效与行业可持续发展。
附图说明
[0044]图1是本专利技术的一些实施例的单晶炉充压前吸取装置预吸液状态示意图；
[0045]图2是本专利技术的一些实施例的单晶炉充压后吸取装置吸料后状态示意图；
[0046]图3是本专利技术的一些实施例的取段复投时隔离单晶取出状态示意图；
[0047]图4是本专利技术的一些实施例的吸取装置的安装状态示意图；
[0048]图5是本专利技术的一些实施例的吸取装置进入单晶炉副室状态示意图；
[0049]图6是本专利技术的一些实施例的吸取装置吸料状态示意图；
[0050]图7是本专利技术的实施例一的吸取装置的结构示意图；
[0051]图8是本专利技术的实施例一的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单晶拉制工艺方法，其特征在于：在坩埚内有剩料时，执行取出工序，将坩埚内剩料至少部分取出。2.根据权利要求1所述的单晶拉制工艺方法，其特征在于：通过一具有与外界连通的内部腔体的吸取装置吸取所述坩埚内剩料而将至少部分所述坩埚内剩料取出。3.根据权利要求2所述的单晶拉制工艺方法，其特征在于：所述吸取装置进行所述坩埚内剩料的吸取时利用单晶炉内部与吸取装置的内部腔体之间的压力差进行吸取。4.根据权利要求3所述的单晶拉制工艺方法，其特征在于：当单晶炉内的压力大于所述吸取装置内部腔体的压力时，所述吸取装置对所述坩埚内剩料进行吸取。5.根据权利要求2
‑
4任一项所述的单晶拉制工艺方法，其特征在于：在取段复投阶段，通过所述吸取装置吸取坩埚内剩料的步骤包括：在单晶取段后，将所述吸取装置设于单晶炉内并进行预热，且所述吸取装置可相对于所述单晶炉上下移动；预热后的所述吸取装置下降至预吸液位置；对所述单晶炉进行充压，所述吸取装置对坩埚内剩料进行吸取，直至坩埚内剩料全部被吸取。6.根据权利要求5所述的单晶拉制工艺方法，其特征在于：所述吸取装置处于预吸液位置时，所述吸取装置的进料口位于所述坩埚内剩料液面之下，以使得所述吸取装置处于密闭状态。7.根据权利要求6所述的单晶拉制工艺方法，其特征在于：对所述单晶炉进行充压时，所述单晶炉的保护气体进气阀处于打开状态，单晶炉上的排气阀处于关闭状态，并在所述吸取装置吸取所述坩埚内剩料的过程中持续充压。8.根据权利要求6或7所述的单晶拉制工艺方法，其特征在于：所述对单晶炉进行充压时，关闭所述单晶炉的机械运动，所述机械运动包括晶转、埚转、埚升和热屏运动。9.根据权利要求5
‑
8任一项所述的单晶拉制工艺方法，其特征在于：在充压过程中，所述单晶炉的压力小于630
‑
710torr。10.根据权利要求2
‑
9任一项所述的单晶拉制工艺方法，其特征在于：待所述吸取装置吸取坩埚内剩料后，将所述吸取装置拆离单晶炉，再进行复投。11.根据权利要求2
‑
10任一项所述的单晶拉制工艺方法，其特征在于：待吸取装置内的坩埚内剩料结晶后，再将所述吸取装置拆离单晶炉，再进行复投。12.根据权利要求11所述的单晶拉制工艺方法，其特征在于：所述吸取装置吸取坩埚内剩料后，将所述吸取装置提升至单晶炉的低温区域进行结晶。13.根据权利要求12所述的单晶拉制工艺方法，其特征在于：在所述坩埚内剩料结晶过程中，持续对所述单晶炉进行充压，直至所述坩埚内剩料完成结晶。14.根据权利要求10
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13任一项所述的单晶拉制工艺方法，其特征在于：所述复投工艺包括以下步骤：复投前期投入小粒径的料块，并进行化料；当坩埚底部形成稳定的熔体后，进行物料复投。15.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志，赵子龙，项龙，许建，王林，徐强，谷守伟，
申请(专利权)人：内蒙古中环协鑫光伏材料有限公司，
类型：发明
国别省市：