一种降低单晶硅棒裂纹位错的收尾结构制造技术

本实用新型专利技术提供一种降低单晶硅棒裂纹位错的收尾结构，包括一体成型的第一段和第二段，所述第一段最大直径与单晶等径段直径相同，所述第二段最大直径与所述第一段最小直径相同，所述第二段表面沿所述单晶收尾长度设有成对设置的棱线，所述第二段远离所述第一段的端部横截面为多边形。本实用新型专利技术的有益效果是有效的减少了单晶的断棱，缩短了收尾时间，对单晶的位错和裂纹进行有效的控制，提高了单晶产品的合格率。产品的合格率。产品的合格率。

【技术实现步骤摘要】
一种降低单晶硅棒裂纹位错的收尾结构


[0001]本技术属于单晶硅棒
，尤其是涉及一种降低单晶硅棒裂纹位错的收尾结构。

技术介绍

[0002]直拉法生长单晶硅是目前生产单晶硅应用最广泛的技术，随着市场竞争加剧，成本压力增加，现单晶硅制造商通过增加拉制单晶直径，发挥通量价值，提高理论产能来降低成本。但是拉制单晶直径的增大，使得拉制过程中单晶中心与边缘的温差大大增大，单晶中心温度无法快速的传导散热，导致应力增大，超出单晶弹性应力产生塑性形变从而产生位错、裂纹。
[0003]在现有技术中，收尾过程中加热器功率逐渐上升，控制单晶边缘生长速度，配合拉速提升，直到直径收缩到＜80mm，完成收尾工作，收尾截面为圆形。为了避免位错对有效单晶硅棒产生影响，收尾长度需大于收尾直径，使位错在收尾直径范围内延伸至单晶表面。此种工艺收尾时间较长，且收尾过程中由于温度的升高，单晶中心与边缘的温差增大易导致断棱，断棱时的位错延伸长度为断楞时的单晶横截面直径，很容易影响到单晶产品的合格率。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本技术提供一种降低单晶硅棒裂纹位错的收尾结构，有效的解决了收尾时间较长，单晶硅棒易产生断棱及位错裂纹的问题。
[0005]本技术采用的技术方案是：一种降低单晶硅棒裂纹位错的收尾结构，包括一体成型的第一段和第二段，所述第一段最大直径与单晶等径段直径相同，所述第二段最大直径与所述第一段最小直径相同，所述第二段表面沿所述单晶收尾长度设有成对设置的棱线，所述第二段远离所述第一段的端部横截面为多边形。
[0006]进一步，所述第一段为圆台结构，所述第一段靠近所述等径段的一端为大径面，另外一端为小径面。
[0007]进一步，所述第二段靠近所述第一段的一端设有四条生长棱线，每条所述生长棱线沿所述单晶收尾长度逐渐向所述第二段远离所述第一段的一端分成两条所述成对设置的棱线，所述第二段远离所述第一段的端部横截面为八边形。
[0008]进一步，所述成对设置的棱线之间设有第一曲面，相邻两个所述第一曲面之间设有第二曲面。
[0009]进一步，所述第一曲面为晶面(111)。
[0010]进一步，所述第二段的直径沿所述单晶的收尾长度呈逐渐缩小状。
[0011]进一步，所述第二段的直径沿所述单晶的收尾长度缩小到所述等径段直径的1/3。
[0012]进一步，所述第一段长度是第二段长度的两倍。
[0013]本技术具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，有效的减少了单
晶的断棱，缩短了收尾时间，对单晶的位错和裂纹进行有效的控制，提高了单晶产品的合格率。
附图说明
[0014]图1是本技术实施例一种降低单晶硅棒裂纹位错的收尾结构的正视图。
[0015]图2是本技术实施例一种降低单晶硅棒裂纹位错的收尾结构的仰视图。
[0016]图中：
[0017]1、第一段
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2、第二段
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3、等径段
[0018]4、棱线
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5、第一曲面
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6、第二曲面
具体实施方式
[0019]本技术实施例提供了一种降低单晶硅棒裂纹位错的收尾结构，下面结合附图对本技术的实施例做出说明。
[0020]如图1和图2所示，本技术实施例一种降低单晶硅棒裂纹位错的收尾结构，包括一体成型的第一段1和第二段2，第一段1的最大直径与晶体等径段3直径相同，第二段2的最大直径与第一段1的最小直径相同，第二段2表面沿单晶收尾长度设有棱线4，所述棱线4成对设置，第二段2远离第一段1的端部横截面为多边形。多边形可以为正多边形，也可以为扭曲的多边形。收尾长度为100
‑
150mm，最终的收尾直径为d，80mm＜d＜120mm。
[0021]具体的，第一段1为圆台结构，第一段1靠近等径段的一端为大径面，另外一端为小径面。
[0022]具体的，通常单晶的生长棱线为4条，在第二段2的顶部放出四条生长棱线，每条生长棱线沿单晶的收尾长度逐渐向第二段远离第一段的一端分成两条成对设置的棱线4，一直延伸到单晶尾部。第二段2远离第一段的端部横截面为八边形。成对设置的两条棱线4之间设有第一曲面5，第一曲面5向内侧凹陷，相邻的两个第一曲面之间设有第二曲面6，第二曲面6向外侧凸起。
[0023]具体的，由于晶面(111)相比较其它晶面来说，随着过冷度的增大更易呈现生长出来，随着四条生长棱线的分开，(111)面逐渐在分开的生长棱线之间衍生出来，第一曲面5为晶面(111)。
[0024]具体的，第二段2的直径沿单晶的收尾长度逐渐缩小，缩小到等径段直径的1/3，第一段1的长度是第二段2长度的两倍。
[0025]实施例：一种降低单晶硅棒裂纹位错的收尾结构，收尾总长度为110mm，包括一体成型的第一段1和第二段2，第一段1为圆台结构，第一段1的大径面为上端面，小径面为下端面，上端面的直径为晶体等径段3的直径为245mm。第二段2的最大直径为第一段1的最小直径。第二段2的直径沿单晶的收尾长度逐渐所小。第一段1的长度是第二段2的两倍。第二段2的侧面沿单晶收尾长度设有四组成对设置的棱线4，是由单晶的四条生长棱线沿单晶收尾长度逐渐向单晶尾部分开形成的。每条生长棱线分成两条棱线4。第二段2的收尾横截面为正八边形。成对设置的两条棱线4之间采用第一曲面5连接，相邻的第一曲面5之间采用第二曲面6连接。第一曲面5为晶面(111)。晶面(111)的面间距较大，面密度较大，更有利于位错的释放，位错不易上反。在本实施例中，单晶最终的收尾横截面的外接圆的直径d为85mm。
[0026]本收尾结构，通过第二段2释放出晶面(111)，更有利于位错的释放，防止裂纹的产生，提高单晶的质量。
[0027]本技术实施例还提供了一种降低单晶硅棒裂纹位错的收尾工艺，在等径生长结束后，包括如下步骤：
[0028]S1:瞬时提高加热功率，瞬时降低拉速至第一拉速，再以第一加速度降低拉速至第二拉速，晶转和埚转为等径时的晶转和埚转并保持不变为第一晶转和第一埚转，单晶直径逐渐缩小。
[0029]具体的，瞬时提高加热功率，使加热功率迅速提高5
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15kW后保持不变直至收尾结束。加热功率的提高，使单晶直径逐渐缩小进行收尾。收尾开始时，拉速瞬时降至等径拉速的50％
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80％为第一拉速，随后拉速以第一加速度下降，降至第一拉速的80％
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90％，为第二拉速。在此阶段中，拉速持续下降，是为了对直径进行回收，避免单晶尾部与硅液面脱离。此时保持晶转、埚转与等径段3相同。此阶段的收尾形状为圆台结构，收尾长度为总长的1/3，收尾时间为总时间的50％。
[0030]S2:将第二拉速以第二加速度提升至第三拉速，第一晶转和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低单晶硅棒裂纹位错的收尾结构，其特征在于：包括一体成型的第一段和第二段，所述第一段最大直径与单晶等径段直径相同，所述第二段最大直径与所述第一段最小直径相同，所述第二段表面沿所述单晶收尾长度设有成对设置的棱线，所述第二段远离所述第一段的端部横截面为多边形。2.根据权利要求1所述的一种降低单晶硅棒裂纹位错的收尾结构，其特征在于：所述第一段为圆台结构，所述第一段靠近所述等径段的一端为大径面，另外一端为小径面。3.根据权利要求1或2所述的一种降低单晶硅棒裂纹位错的收尾结构，其特征在于：所述第二段靠近所述第一段的一端设有四条生长棱线，每条所述生长棱线沿所述单晶收尾长度逐渐向所述第二段远离所述第一段的一端分成两条所述成对设置的棱线，所述第二段远离所述第一段的端部横截面为八边形。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩凯，马伟，康晓斌，谷守伟，武志军，马勇，刘佳，
申请(专利权)人：宁夏中环光伏材料有限公司，
类型：新型
国别省市：