本发明专利技术公开了一种提高直拉单晶硅轴向电阻率均匀性的方法，包括如下步骤：(1)将多晶硅原料以及固体掺杂剂在氩气气氛下熔融，得到稳定的熔硅；(2)在稳定的熔硅中引入籽晶，晶体生长经缩颈、放肩过程，进入等径生长阶段；(3)在等径生长阶段，通入和所述固体掺杂剂导电类型相反的掺杂气体，直至直拉单晶硅生长完成。本发明专利技术提高直拉单晶硅轴向电阻率均匀性的方法中掺杂气体的种类和用量方便控制，可以得到各种所需的杂质浓度分布；直拉硅单晶的利用率得到提高；显著改善了直拉单晶硅的电阻率均匀性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体材料领域，具体涉及一种通过气相掺杂方法提高提高直拉单晶硅轴向电阻率均匀性的方法及得到的单晶硅。
技术介绍
在可预见的未来，光伏发电是最重要的可再生能源技术。据欧洲光伏工业协会(EPIA)预测，2030年光伏发电将满足全球近10%的电力需求。目前的太阳电池主要是基于掺硼的单晶硅材料制造的，但这种电池因为单晶硅中同时含有硼和氧，在使用过程中会形成硼氧复合体，致使太阳电池的光电转换效率下降10%以上，太阳电池的性能显著降低。为解决该问题，研究人员专利技术了掺镓的单晶硅太阳电池。掺镓的单晶硅太阳电池虽然无光衰减现象，但其存在很大的缺陷，由于镓在硅中的分凝系数极低(约O. 008)，这就导致了掺镓直拉单晶硅生长过程中，轴向电阻率相差很大，直拉单晶硅中最后生长的单晶硅的电阻率达不到要求，使得掺镓直拉单晶硅的实际利用率只有80%左右。此外，掺镓直拉单晶硅的电阻率分布较宽，导致太阳电池的效率分布也宽，严重影响了太阳电池组件功率输出的一致性。这些缺陷导致掺镓太阳电池成本高昂，在工业界大规模应用遇到困难。到目前为止，国内外尚未公布一种有效的手段能得到轴向电阻率均匀分布的掺镓直拉单晶硅。在微电子领域，重掺锑直拉单晶硅也是一种重要材料，由其制成的η/η+外延片具有过渡区窄、结梯度陡、高温下锑的扩散系数小等优点，使掺锑单晶硅成为一种重要的衬。但是与掺镓单晶硅类似的是，锑在硅中平衡分凝系数也非常小(约O. 023)，同样导致掺锑直拉单晶硅的轴向电阻率均匀性很差。
技术实现思路
本专利技术提供了一种提高直拉单晶硅轴向电阻率均匀性的方法，通过气相掺杂的方法，大大提高了直拉单晶硅轴向电阻率的均匀性，简单实用，具有良好的工业应用前景。一种提高直拉单晶硅轴向电阻率均匀性的方法，包括如下步骤(I)将多晶硅原料以及固体掺杂剂在氩气气氛下熔融，得到稳定的熔硅；(2)在稳定的熔硅中引入籽晶，晶体生长经缩颈、放肩过程，进入等径生长阶段；(3)在等径生长阶段，通入和所述固体掺杂剂导电类型相反的掺杂气体，直至直拉单晶硅生长完成。在直拉硅单晶正常的等径生长过程中，持续均匀地通入掺杂气体实现气相掺杂，掺杂气体弓丨入的气相杂质在硅单晶中的分布服从如下等式权利要求1.一种提高直拉单晶硅轴向电阻率均匀性的方法，包括将多晶硅原料以及固体掺杂剂在氩气气氛下熔融，得到稳定的熔硅；在稳定的熔硅中引入籽晶，晶体生长经缩颈、放肩过程，进入等径生长阶段；其特征在于，在等径生长阶段，通入和所述固体掺杂剂导电类型相反的掺杂气体，直至直拉单晶硅生长完成。2.如权利要求I所述的提高直拉单晶硅轴向电阻率均匀性的方法，其特征在于，所述掺杂气体的掺杂量为固体掺杂剂的初始熔体浓度的O. OOl O. I倍。3.如权利要求2所述的提高直拉单晶硅轴向电阻率均匀性的方法，其特征在于，所述固体掺杂剂为镓时，所述掺杂气体为磷烷，磷烷的掺杂量为镓的初始熔体浓度的O. 025 O. 03 倍。4.如权利要求2所述的提高直拉单晶硅轴向电阻率均匀性的方法，其特征在于，所述固体掺杂剂为锑时，所述掺杂气体为乙硼烷，乙硼烷的掺杂量为锑的初始熔体浓度的O. 045 O. 055 倍。5.如权利要求I 4任一所述的提高直拉单晶硅轴向电阻率均匀性的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的掺杂气体中混合有惰性气体。6.如权利要求5所述的提高直拉单晶硅轴向电阻率均匀性的方法，其特征在于，所述掺杂气体中惰性气体的体积百分数为I 99. 9%。7.如权利要求6所述的提高直拉单晶硅轴向电阻率均匀性的方法，其特征在于，所述掺杂气体通入生长室的流量为I lOOOsccm。8.如权利要求3所述的提高直拉单晶硅轴向电阻率均匀性的方法制备得到的直拉单晶硅，其特征在于，90%以上区域的轴向电阻率为O. 5 3Qcm。9.如权利要求4所述的提高直拉单晶硅轴向电阻率均匀性的方法制备得到的直拉单晶硅，其特征在于，80%以上区域的轴向电阻率变化小于25%。全文摘要本专利技术公开了一种提高直拉单晶硅轴向电阻率均匀性的方法，包括如下步骤(1)将多晶硅原料以及固体掺杂剂在氩气气氛下熔融，得到稳定的熔硅；(2)在稳定的熔硅中引入籽晶，晶体生长经缩颈、放肩过程，进入等径生长阶段；(3)在等径生长阶段，通入和所述固体掺杂剂导电类型相反的掺杂气体，直至直拉单晶硅生长完成。本专利技术提高直拉单晶硅轴向电阻率均匀性的方法中掺杂气体的种类和用量方便控制，可以得到各种所需的杂质浓度分布；直拉硅单晶的利用率得到提高；显著改善了直拉单晶硅的电阻率均匀性。文档编号C30B15/04GK102912424SQ20121038298公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月10日 优先权日2012年10月10日专利技术者杨德仁, 陈鹏, 余学功, 吴轶超, 陈仙子 申请人:浙江大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提高直拉单晶硅轴向电阻率均匀性的方法，包括将多晶硅原料以及固体掺杂剂在氩气气氛下熔融，得到稳定的熔硅；在稳定的熔硅中引入籽晶，晶体生长经缩颈、放肩过程，进入等径生长阶段；其特征在于，在等径生长阶段，通入和所述固体掺杂剂导电类型相反的掺杂气体，直至直拉单晶硅生长完成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨德仁，陈鹏，余学功，吴轶超，陈仙子，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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