拉晶方法技术

本申请实施例涉及晶体生长领域，提供一种拉晶方法，包括：依次由熔接步骤、引晶步骤、放肩步骤、转肩步骤、等径步骤和收尾步骤组成的拉晶过程，在拉晶过程的每一步骤中炉压均小于等于500Pa，且抽气速率均大于等于1000m3/h。本申请实施例提供的拉晶方法至少有利于降低晶体中的氧含量。体中的氧含量。体中的氧含量。

【技术实现步骤摘要】
拉晶方法


[0001]本申请实施例涉及晶体生长领域，特别涉及一种拉晶方法。

技术介绍

[0002]单晶硅是芯片和太阳能电池生产制造的必要原料之一。目前在所有安装的太阳电池中，超过90％以上是晶体硅太阳能电池，因此，位于产业链前端的单晶硅的生产对整个太阳电池产业有着很重要的作用。
[0003]直拉法是一种由切克劳斯基(Czochralski)建立起来的一种晶体生长方法，简称CZ法。在传统的直拉法生长硅单晶的过程中，等径生长非常重要，对于该等径生长的过程，相关技术中，需要手动设定一组目标拉速，即关于晶体生长长度的斜率值。
[0004]晶体中的主要杂质是氧，通常氧是在晶体生长过程中被引入的，由于热历史影响，晶体降温过程中由于单晶头部处于高温时间长、冷却慢，原来以间隙形式存在的氧会在450℃左右汇聚产生显电活性的SiO
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，提供电子成为氧施主。而氧施主易诱发层错、缺陷，导致硅片翘曲，引入大量的二次缺陷，影响单晶片的机械性能，对硅材料和器件的电学性能有破坏作用，降低单晶电池片的转换效率。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供一种拉晶方法，至少有利于降低晶体中的氧含量。
[0006]根据本申请一些实施例，本申请实施例一方面提供一种拉晶方法，包括：依次由熔接步骤、引晶步骤、放肩步骤、转肩步骤、等径步骤和收尾步骤组成的拉晶过程，在拉晶过程的每一步骤中炉压均小于等于500Pa，且抽气速率大于等于1000m3/h。
[0007]在一些实施例中，随着拉晶过程的推进，不同步骤的炉压逐渐减小。
[0008]在一些实施例中，熔接步骤的炉压为450～500Pa；引晶步骤的炉压为400～450Pa；放肩步骤的炉压为400～450Pa；转肩步骤的炉压为300～400Pa；等径步骤的炉压为300～400Pa；收尾步骤的炉压为300～400Pa。
[0009]在一些实施例中，随着拉晶过程的推进，不同步骤的惰性气体流量逐渐减小。
[0010]在一些实施例中，熔接步骤的惰性气体流量为120～150slpm；引晶步骤的惰性气体流量为100～120slpm；放肩步骤的惰性气体流量为100～120slpm；转肩步骤的惰性气体流量为100～120slpm；等径步骤的惰性气体流量为100～120slpm；收尾步骤的惰性气体流量为100～120slpm。
[0011]在一些实施例中，随着拉晶过程的推进，不同步骤的晶转速率提高，且锅转速率提高。
[0012]在一些实施例中，熔接步骤的晶转速率为6～10rpm，且锅转速率为2～6rpm；引晶步骤的晶转速率为6～10rpm，且锅转速率为2～6rpm；放肩步骤的晶转速率为6～10rpm，且锅转速率为2～6rpm；转肩步骤的晶转速率为8～10rpm，且锅转速率为4～7rpm；等径步骤的晶转速率为8～10rpm，且锅转速率为4～7rpm；收尾步骤的晶转速率为8～10rpm，且锅转速
率为4～7rpm。
[0013]在一些实施例中，在拉晶过程中，熔接步骤的抽气速率大于其他步骤的抽气速率。
[0014]在一些实施例中，随着拉晶过程的推进，在熔接步骤之后，不同步骤中抽气速率逐渐增大。
[0015]在一些实施例中，熔接步骤的抽气速率为2100～2300m3/h；引晶步骤的抽气速率为1600～1800m3/h；放肩步骤的抽气速率为1600～1800m3/h；转肩步骤的抽气速率为1600～1800m3/h；等径步骤的抽气速率为1800～2100m3/h；收尾步骤的抽气速率为1800～2100m3/h。
[0016]本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点：
[0017]本申请实施例提供的拉晶方法，包括依次由熔接步骤、引晶步骤、放肩步骤、转肩步骤、等径步骤和收尾步骤组成的拉晶过程，在上述拉晶过程的每一步骤中炉压均小于等于500Pa，且抽气速率均大于等于1000m3/h。如此，通过控制炉压较低，且抽气速率较高，可以提升氧杂质的挥发速率同时加速单晶炉内的气氛循环，以使单晶炉内的各个部位的压力均衡，避免出现单晶炉内各个部位的压力不均衡的状况。此外，较低的炉压以及较高的抽气速率可以有利于惰性气体快速的从导流筒流至自由液面上方，再经由坩埚侧壁流向单晶炉底部排出，惰性气体在自由液面上方的流速增大，相应的氧杂质被带出的速率更快，以此可以加速排出氧杂质，提高晶体的品质。
附图说明
[0018]一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制；为了更清楚地说明本公开实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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。
[0019]图1为本申请实施例提供的一种拉晶方法的步骤对应的流程图。
具体实施方式
[0020]本申请实施例提供的拉晶方法，至少有利于降低晶体中的氧含量。
[0021]拉晶过程包括：熔接步骤101、引晶步骤102、放肩步骤103、转肩步骤104、等径步骤105和收尾步骤106等。
[0022]在熔接步骤101中，需要将多晶硅原料与掺杂剂(如硼或者磷等)放入石英坩埚中，将单晶炉密闭并抽真空，检漏合格之后打开加热器融化硅料。当硅料全部熔化后，调整加热功率以控制熔体的温度，然后根据工艺要求调整惰性气体流量、炉压、坩埚位置、晶转速率、埚转速率，硅料全部熔化后熔体必须有一定的稳定时间达到熔体温度和熔体的流动的稳定。待熔体稳定后，降下籽晶至离液面3～5mm距离，使粒晶预热，以减少籽晶与熔硅的温度差，从而减少籽晶与熔硅接触时在籽晶中产生的热应力。预热后，下降籽晶至熔体的表面，让它们充分接触，这一过程称为熔接。在熔接过程中要注意观察所发生的现象来判断熔硅表面的温度是否合适，在合适的温度下，熔接后在界面处会逐渐产生由固液气三相交接处的弯月面所导致的光环(通常称为“光圈”)，并逐渐由光环的一部分变成完整的圆形光环，
温度过高会使籽晶熔断，温度过低，将不会出现弯月面光环，甚至长出多晶。
[0023]接下来进入引晶步骤102，当籽晶插入熔体时，由于受到籽晶与熔硅的温度差所造成的热应力和表面张力的作用会产生位错。在熔接步骤101之后进入引晶步骤102可以使错位消失，建立无错位生长状态。引晶步骤102通常采用高拉速将晶体直径缩小到大约3mm。在这种条件下，冷却过程中热应力很小，不会产生新的位错，高拉速可形成过饱和点缺陷。
[0024]接下来进入放肩步骤103，引晶步骤102完成后必须将晶体的直径放大到目标直径，当细颈生长至足够长度，并且达到一定的提拉速率，即可降低拉速进行放肩。拉晶工艺几乎都采用平放肩工艺，即肩部夹角接近180
°
，这种方法降低了晶锭头部的原料损失。
[0025]接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种拉晶方法，其特征在于，包括：依次由熔接步骤、引晶步骤、放肩步骤、转肩步骤、等径步骤和收尾步骤组成的拉晶过程，在所述拉晶过程的每一步骤中炉压均小于等于500Pa，且抽气速率大于等于1000m3/h。2.根据权利要求1所述的拉晶方法，其特征在于，随着所述拉晶过程的推进，不同步骤的炉压逐渐减小。3.根据权利要求2所述的拉晶方法，其特征在于，所述熔接步骤的炉压为450～500Pa；所述引晶步骤的炉压为400～450Pa；所述放肩步骤的炉压为400～450Pa；所述转肩步骤的炉压为300～400Pa；所述等径步骤的炉压为300～400Pa；所述收尾步骤的炉压为300～400Pa。4.根据权利要求2所述的拉晶方法，其特征在于，随着所述拉晶过程的推进，不同步骤的惰性气体流量逐渐减小。5.根据权利要求4所述的拉晶方法，其特征在于，所述熔接步骤的惰性气体流量为120～150slpm；所述引晶步骤的惰性气体流量为100～120slpm；所述放肩步骤的惰性气体流量为100～120slpm；所述转肩步骤的惰性气体流量为100～120slpm；所述等径步骤的惰性气体流量为100～120slpm；所述收尾步骤的惰性气体流量为100～120slpm。6.根据权利要求2所述的拉晶方法，其特征在于，随着所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：万雪健，尚伟泽，白枭龙，欧子杨，
申请(专利权)人：浙江晶科能源有限公司，
类型：发明
国别省市：