一种控制单晶轴向电阻率的工艺方法技术

本发明专利技术提供一种控制单晶轴向电阻率的工艺方法，在等径阶段，随着坩埚内的剩料重量减少，降低拉晶速度；当坩埚内的剩料重量降至临界重量时，拉晶速度降至最低速度；随着坩埚内的剩料重量继续下降，增大拉晶速度；在坩埚内剩料重量逐渐下降的过程中，热场温度逐渐增加。本发明专利技术的有益效果是在不影响单晶头部电阻的情况下，提高了单晶尾段电阻率，在目标电阻范围内增加了单颗单晶拉制长度，提高单晶单炉产出，增加产品的竞争力。增加产品的竞争力。

【技术实现步骤摘要】
一种控制单晶轴向电阻率的工艺方法


[0001]本专利技术属于直拉单晶
，尤其是涉及一种控制单晶轴向电阻率的工艺方法。

技术介绍

[0002]目前行业内竞争日益激烈，单晶电池组件对低光衰的硅片需求日益增加。拉制单晶是加入镓合金，能使硅单晶的光衰降低，目前单晶硅行业均制造掺镓单晶。因镓的分凝系数仅为0.08，远远低于硼的分凝系数0.8，相差 100倍，故掺镓单晶在拉制过程中的固液合金浓度差异极大。掺镓单晶拉制过程中，进入固相界面的镓合金较液相中相比非常小，两者比值仅为0.08，故在固液交接界面的液相一侧，会形成合金富集区无法及时向低浓度区域扩散，该区域的形成导致单晶拉制后期的固液界面实际合金浓度要高于理论计算，导致进入单晶的合金增加，电阻降低至目标下限，无法继续拉晶。

技术实现思路

[0003]鉴于上述问题，本专利技术提供一种控制单晶轴向电阻率的工艺方法，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：一种控制单晶轴向电阻率的工艺方法，在等径阶段，随着坩埚内的剩料重量减少，降低拉晶速度；
[0005]当坩埚内的剩料重量降至临界重量时，拉晶速度降至最低速度；
[0006]随着坩埚内的剩料重量继续下降，增大拉晶速度；
[0007]在坩埚内剩料重量逐渐下降的过程中，热场温度逐渐增加。
[0008]进一步的，在坩埚内剩料重量降至临界重量之前，剩料重量每减少一个重量变化量，拉晶速度降低一个速度变化量。
[0009]进一步的，重量变化量为1
‑
30kg，速度变化量为0
‑
50mm/hr。
[0010]进一步的，随着坩埚内剩料重量降至临界重量过程中，重量变化量逐渐减小，速度变化量逐渐增大。
[0011]进一步的，在坩埚内剩料重量降至临界重量之后，剩料重量每减少一个第一重量变化量，拉晶速度增加一个第一速度变化量。
[0012]进一步的，第一重量变化量为1
‑
30kg，第一速度变化量为0
‑
50mm/hr。
[0013]进一步的，随着坩埚内剩料重量继续降低的过程中，第一重量变化量逐渐增大，第一速度变化量先增大再减小。
[0014]进一步的，在坩埚内剩料重量逐渐下降的过程中，热场温度按照一个温度变化量增加，且与坩埚内的剩料重量降至临界重量时相对应的温度变化量最大。
[0015]进一步的，温度变化量为1
‑
20℃/hr，温度变化量先增大再减小。
[0016]进一步的，临界重量为80
‑
130kg。
[0017]进一步的，当拉晶速度为最低速度时保持第一时间，第一时间为2
‑
4hr。
[0018]由于采用上述技术方案，在等径阶段，在坩埚内剩料重量降至临界重量之前降低单晶拉速，并提高热场温度，并在剩料重量为临界重量时单晶拉速为最低速度，保证挥发，降低剩料合金浓度，此过程单晶仍在硅液中缓慢生长，并未断棱，直径也在可使用范围内，增加合金挥发速率，降低合金浓度，提高单晶拉制长度；挥发结束后，提高单晶生长速度，提高热场温度，保证单晶的直径仍在要求范围内；在不影响单晶头部电阻的情况下，提高了单晶尾段电阻率，在目标电阻范围内增加了单颗单晶拉制长度，提高单晶单炉产出，增加产品的竞争力。
具体实施方式
[0019]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明。
[0020]本专利技术的一实施例涉及一种控制单晶轴向电阻率的工艺方法，用于直拉单晶使用，尤其是掺杂剂为分凝系数极小的合金使用，如：掺镓单晶，在等径阶段，随着坩埚内剩料重量的减少，控制拉晶速度和热场温度，在此过程中，当坩埚内剩料重量降低至临界重量时，降低单晶生长速率至足够低，保证单晶生长界面液相一侧的合金扩散速度大于因单晶生长导致的合金增加速度，达到降低生长界面合金浓度的效果，提升尾段单晶的电阻率，提高单晶的原料利用率。
[0021]一种控制单晶轴向电阻率的工艺方法，适用于掺镓单晶，在拉制单晶过程中通过控制单晶拉速，在拉制单晶后期，加快溶液合金富集区域的合金扩散速率，降低单晶生长固液界面中液相一侧的合金浓度，保证掺镓单晶继续生长的合理电阻率，提高掺镓单晶取段长度，增加产出。
[0022]该控制单晶轴向电阻率的工艺方法，在等径阶段，随着坩埚内的剩料重量减少，降低拉晶速度；在等径过程中，随着单晶拉制的进行，坩埚内剩料的重量逐渐减少，在剩料重量逐渐减少的过程中，逐渐降低拉晶速度，以便控制在单晶生长过程中因单晶生长导致的合金增加速度；
[0023]当坩埚内的剩料重量降至临界重量时，拉晶速度降至最低速度；随着单晶的拉制，单晶生长导致的固液界面的液相一侧合金富集现象越来越严重，在坩埚内剩料重量达到临界重量时，该液相一侧的合金浓度远远超过理论计算值，导致单晶合金含量超出规格要求值，单晶电阻低于目标值，使得拉制的单晶不合格，所以，随着单晶的拉制，坩埚内剩料重量逐渐减少，在此过程中，逐渐降低拉晶速度，当坩埚内剩料重量降至临界重量时，此时拉晶速度降至最低速度，将单晶生长速率降低至最低，保证单晶生长界面液相一侧面的合金扩散速度大于因单晶生长导致的合金增加速度，达到降低生长界面合金浓度的效果，提升尾段单晶的电阻率；
[0024]随着坩埚内的剩料重量继续下降，增大拉晶速度，将单晶的生长速度提高至正常水平，保证单晶的电阻重新提高至目标范围内；
[0025]在坩埚内剩料重量逐渐下降的过程中，热场温度逐渐增加，在坩埚内剩料重量降低至临界重量之前，随着剩料重量的降低，热场温度逐渐增加，在此过程中，控制热场的温度，逐步提高热场的温度，以此提高单晶炉内部温度，保证降低拉晶速度的过程中不会发生单晶直径失控的问题；
[0026]在坩埚内剩料重量降低至临界重量时，此时热场温度为较高温度，单晶炉内温度
维持较高的状态，单晶拉速为最低速度，保证单晶不会发生直径长粗的情况；
[0027]在坩埚内剩料重量降低至临界重量之后，逐步提高热场的温度，保证单晶在单晶拉速提高后单晶直径仍处于要求范围内。
[0028]上述的临界重量为单晶生长的固液界面液相一侧的合金浓度等于或大于理论计算值时所对应的坩埚内剩料重量。该临界重量为80
‑
130kg，根据实际需求进行选择设置。
[0029]该控制单晶轴向电阻率的工艺方法应用于等径阶段，优选的，该控制单晶轴向电阻率的工艺方法在等径阶段的后期，通过控制单晶拉速，加快溶液合金富集区域的合金扩散速率，降低单晶生长固液界面中液相一侧的合金浓度，保证单晶的电阻率。该等径阶段后期为坩埚内剩料重量减少到180kg以下的阶段。
[0030]具体地，随着坩埚内的剩料重量减少，降低拉晶速度：在该步骤中，拉晶速度在降低过程中，可以是呈直线型方式降低，也可以是呈曲线型方式降低，或者是呈阶段性方式降低，或者是其他方式降低，根据实际需求进行选择，这里不做具体要求本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制单晶轴向电阻率的工艺方法，其特征在于：在等径阶段，随着坩埚内的剩料重量减少，降低拉晶速度；当坩埚内的剩料重量降至临界重量时，拉晶速度降至最低速度；随着坩埚内的剩料重量继续下降，增大拉晶速度；在坩埚内剩料重量逐渐下降的过程中，热场温度逐渐增加。2.根据权利要求1所述的控制单晶轴向电阻率的工艺方法，其特征在于：在坩埚内剩料重量降至所述临界重量之前，所述剩料重量每减少一个重量变化量，所述拉晶速度降低一个速度变化量。3.根据权利要求2所述的控制单晶轴向电阻率的工艺方法，其特征在于：所述重量变化量为1
‑
30kg，所述速度变化量为0
‑
50mm/hr。4.根据权利要求3所述的控制单晶轴向电阻率的工艺方法，其特征在于：随着坩埚内剩料重量降至所述临界重量过程中，所述重量变化量逐渐减小，所述速度变化量逐渐增大。5.根据权利要求2或3或4所述的控制单晶轴向电阻率的工艺方法，其特征在于：在坩埚内剩料重量降至所述临界重量之后，所述剩料重量每减少一个第一重量变化量，所述拉晶速度增加一个第一速度变化量。6.根据权利要求5所述的控制单晶轴向电阻率的工艺方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵国伟，
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：