一种基于直拉法单晶中放肩与转肩阶段变炉压的拉晶方法与流程

本申请涉及直拉法单晶制造，具体涉及一种基于直拉法单晶中放肩与转肩阶段变炉压的拉晶方法。

背景技术：

1、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。

2、在基于传统的直拉法拉制单晶过程中，单晶炉内的压力越低，抽走的氧越多，氧含量越低，品质越好。但较低的炉压对调温、引晶及放肩存在一定的负面影响。

3、使用低炉压在调温时，容易造成液面波动，影响熔接；氩气被快速抽走造成籽晶无法被氩气充分吹拂，产生氧化。因此使用低炉压拉晶，虽然有利于降低氧含量，但影对调温、引晶及放肩存在一定的负面影响，降低了单晶的成活率，影响最终拉制得到单晶的合格率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于直拉法单晶中放肩与转肩阶段变炉压的拉晶方法。通过在放肩至转接阶段逐步降低炉压，从而等径阶段使用第四炉压恒定拉晶，降低单晶氧含量，解决了现有技术中存在的上述问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用了以下方案：

3、一种基于直拉法单晶中放肩与转肩阶段变炉压的拉晶方法，包括以下步骤：

4、步骤一：设定放肩阶段的起始炉压与熔接阶段的调温炉压保持一致，为第一炉压；

5、步骤二：所述放肩阶段中放肩高度处于170mm～180mm时，转换为第二炉压进行拉晶，所述第二炉压小于第一炉压；

6、步骤三：转肩阶段的起始炉压为第二炉压，转肩1min～5min，第二炉压依次降至第三炉压和第四炉压；

7、步骤四：转肩完成后以第四炉压进行等径阶段和收尾阶段。

8、进一步地，所述引晶阶段、收肩阶段和转肩阶段的晶转为8rp/min，反转；埚转为4rp/min，正转。

9、进一步地，所述引晶阶段、放肩阶段、转肩阶段和等径阶段的氩气流量分别为110sl/min。

10、进一步地，所述放肩高度处于1mm～180mm，分别降温0.5kw～2.0kw。

11、进一步地，所述放肩阶段中的晶体直径处于70mm～287mm，拉速为0.7mm/min～1.55mm/min。

12、进一步地，所述转肩阶段启动晶体直径为285mm～290mm时，转肩1min，降至第三炉压继续转肩5min后，此时炉压降至为第四炉压。

13、进一步地，所述等径阶段中，锅转的正转转速为：

14、等径长度为1mm～150mm时，4rp/min；

15、等径长度为150mm～300mm，埚转为5rp/min；

16、等径长度为300mm～500mm，埚转为6rp/min。

17、进一步地，所述等径长度处于0～3200mm时，等径拉速分别为1.20～1.55mm/min。

18、进一步地，熔接阶段中，氩气流量为120sl/min，晶转为8rp/min，反转，埚转为4rp/min，正转；籽晶进行三步预热：

19、籽晶的底端距离硅液面300mm时，预热5min；

20、籽晶的底端距离硅液面100mm时，预热2min～3min；

21、籽晶的底端距离硅液面10mm～20mm时，预热1min。

22、对籽晶进行三步预热的目的在于避免籽晶过度烘烤氧化。

23、进一步地，所述第一炉压为1.5kpa；所述第二炉压为1kpa；所述第三炉压为0.8kpa；所述第四炉压为0.6kpa。

24、本发明的有益效果为：本发明为一种基于直拉法单晶中放肩与转肩阶段变炉压的拉晶方法，避免了现有技术低炉压在调温时，容易造成硅液面波动，影响熔接；氩气被快速抽走造成籽晶无法被氩气充分吹拂，产生氧化。本方法在熔接引晶阶段使用较高的炉压，可以减少籽晶发彩，易于控制引晶的温度；放肩时也利于控制温度的降低，让晶体生长更稳定，保证了单晶成活率；转肩阶段开始降低炉压拉晶，即第二炉压根据转肩1min和5min依次降为第三炉压和第四炉压，在等径阶段进入前将拉晶过程的调温引晶放肩阶段产生的氧快速排出了炉内多余的氧，进一步降低了单晶头部氧含量，提高的单晶品质。

技术特征：

1.一种基于直拉法单晶中放肩与转肩阶段变炉压的拉晶方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于直拉法单晶中放肩与转肩阶段变炉压的拉晶方法，其特征在于，引晶阶段、收肩阶段和转肩阶段的晶转为8rp/min，反转；埚转为4rp/min，正转。

3.根据权利要求2所述的一种基于直拉法单晶中放肩与转肩阶段变炉压的拉晶方法，其特征在于，所述引晶阶段、放肩阶段、转肩阶段和等径阶段的氩气流量分别为110sl/min。

4.根据权利要求2所述的一种基于直拉法单晶中放肩与转肩阶段变炉压的拉晶方法，其特征在于，所述放肩高度处于1mm～180mm，分别降温0.5kw～2.0kw。

5.根据权利要求2所述的一种基于直拉法单晶中放肩与转肩阶段变炉压的拉晶方法，其特征在于，所述放肩阶段中的晶体直径处于70mm～287mm，拉速为0.7mm/min～1.55mm/min。

6.根据权利要求2所述的一种基于直拉法单晶中放肩与转肩阶段变炉压的拉晶方法，其特征在于，所述转肩阶段启动晶体直径为285mm～290mm时，转肩1min，降至第三炉压继续转肩5min后，此时炉压降至为第四炉压。

7.根据权利要求2所述的一种基于直拉法单晶中放肩与转肩阶段变炉压的拉晶方法，其特征在于，所述等径阶段中，锅转的正转转速为：

8.根据权利要求7所述的一种基于直拉法单晶中放肩与转肩阶段变炉压的拉晶方法，其特征在于，所述等径长度处于0～3200mm时，等径拉速分别为1.20～1.55mm/min。

9.根据权利要求7所述的一种基于直拉法单晶中放肩与转肩阶段变炉压的拉晶方法，其特征在于，熔接阶段中，氩气流量为120sl/min，晶转为8rp/min，反转，埚转为4rp/min，正转；籽晶进行三步预热：

10.根据权利要求7所述的一种基于直拉法单晶中放肩与转肩阶段变炉压的拉晶方法，其特征在于，所述第一炉压为1.5kpa；所述第二炉压为1kpa；所述第三炉压为0.8kpa；所述第四炉压为0.6kpa。

技术总结
本发明公开了一种基于直拉法单晶中放肩与转肩阶段变炉压的拉晶方法，包括以下步骤：步骤一：设定放肩阶段的起始炉压与熔接阶段的调温炉压保持一致，为第一炉压；步骤二：所述放肩阶段中放肩高度处于170mm～180mm时，转换为第二炉压进行拉晶，所述第二炉压小于第一炉压；步骤三：转肩阶段的起始炉压为第二炉压，转肩1min～5min，第二炉压依次降至第三炉压和第四炉压；步骤四：转肩完成后以第四炉压进行等径阶段和收尾阶段。本发明在放肩阶段和转肩阶段进行炉压依次降低，使用恒定炉压进行等径阶段和收尾阶段，进一步降低了单晶氧含量，提高的单晶品质。

技术研发人员：黄旭东,关树军,洪华,路建华
受保护的技术使用者：乐山市京运通半导体材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5