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一種多次形核鑄造高效多晶硅錠及硅片技術(shù)的制作方法

文檔序號(hào):11126839閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種多次形核鑄造高效多晶硅錠及硅片技術(shù),其特征在于,包括以下具體步驟:

A、準(zhǔn)備保護(hù)層:準(zhǔn)備氮化硅粉料,攪拌均勻,預(yù)熱鑄錠坩堝,并將攪拌均勻的氮化硅粉料噴涂于鑄錠坩堝的內(nèi)壁上,隨后再次加熱鑄錠坩堝,將鑄錠坩堝內(nèi)壁上的氮化硅粉料燒結(jié),形成保護(hù)層;

B、裝料:將形核原料裝填于鑄錠坩堝內(nèi);

C、清洗多晶硅錠爐:在鑄錠過(guò)程中,多晶硅錠爐的爐膛內(nèi)會(huì)吸附大量氧化物,首先使用吸塵器吸除爐膛內(nèi)大部分氧化物,隨后少量噴灑無(wú)水酒精,并伴隨擦拭,清除爐膛內(nèi)的剩余氧化物;

D、投料:使用行車(chē)等輸送設(shè)備將步驟B中裝料好的鑄錠坩堝放入多晶硅錠爐內(nèi);

E、加熱、熔煉:?jiǎn)?dòng)多晶硅錠爐,對(duì)鑄錠坩堝進(jìn)行加熱,將鑄錠坩堝內(nèi)形核原料融化,形成硅溶液,硅溶液溫度控制在溫度n1,所述n1為1530℃~1560℃;

F、長(zhǎng)晶準(zhǔn)備:等硅原料完全融化完畢,保溫10~30分鐘;

G、長(zhǎng)晶:以預(yù)算的長(zhǎng)晶高度為H,實(shí)際長(zhǎng)晶為h1,長(zhǎng)晶階段分為三階:

1、第一長(zhǎng)晶階段:0<h1<0.4*H,啟動(dòng)多晶硅錠爐內(nèi)部的DS冷卻快,對(duì)鑄錠坩堝進(jìn)行冷卻,進(jìn)行長(zhǎng)晶,硅溶液溫度控制在溫度n2;

2、第二長(zhǎng)晶階段:h1=0.4*H~0.5*H,通過(guò)設(shè)置于多晶硅錠爐上的真空補(bǔ)料系統(tǒng),向鑄錠坩堝內(nèi)補(bǔ)送輔助冷卻劑,對(duì)硅溶液進(jìn)行快速降溫,進(jìn)行一次形核優(yōu)化,隨后硅溶液溫度提升,繼續(xù)長(zhǎng)晶,此時(shí)硅溶液溫度控制在溫度n3;

3、第三長(zhǎng)晶階段:h1=0.65*H~0.7*H,通過(guò)設(shè)置于多晶硅錠爐上的真空補(bǔ)料系統(tǒng),向鑄錠坩堝內(nèi)補(bǔ)送輔助冷卻劑,對(duì)硅溶液進(jìn)行快速降溫,進(jìn)行二次形核優(yōu)化,隨后繼續(xù)長(zhǎng)晶,直至長(zhǎng)晶完成,硅溶液溫度控制在溫度n4;

H、出爐:關(guān)閉多晶硅錠爐,等多晶硅錠爐內(nèi)部溫度降低,隨后泄壓,最后用行車(chē)等輸送設(shè)備將鑄錠坩堝取出,鑄錠出爐。

2.如權(quán)利要求1所述的一種多次形核鑄造高效多晶硅錠及硅片技術(shù),其特征在于,所述n2為1415℃~1420℃,所述n3為1410℃~1415℃,所述n4為1405℃~1412℃。

3.如權(quán)利要求1所述的一種多次形核鑄造高效多晶硅錠及硅片技術(shù),其特征在于,所述真空補(bǔ)料系統(tǒng)包括抽真空設(shè)備、加料腔、石英導(dǎo)流管和控制閥,所述抽真空設(shè)備、石英導(dǎo)流管均與加料腔聯(lián)通,抽真空設(shè)備連接于加料腔上端,石英導(dǎo)流管連接于加料腔下端,控制閥設(shè)置于石英導(dǎo)流管上,控制石英導(dǎo)流管輸送輔助冷卻劑,石英導(dǎo)流管的下端插入多晶硅錠爐內(nèi),位于鑄錠坩堝的上方。

4.如權(quán)利要求1所述的一種多次形核鑄造高效多晶硅錠及硅片技術(shù),其特征在于,所述輔助冷卻劑為REC生產(chǎn)的4021系列顆粒硅料或尺寸10MM以下的小塊原生純多晶硅。

5.如權(quán)利要求1所述的一種多次形核鑄造高效多晶硅錠及硅片技術(shù),其特征在于,所述步驟A中的燒結(jié)溫度為800℃~1100℃。

6.如權(quán)利要求1所述的一種多次形核鑄造高效多晶硅錠及硅片技術(shù),其特征在于,所述在第二長(zhǎng)晶階段和第三長(zhǎng)晶階段中,每次添加的輔助冷卻劑的量相同,每次添加輔助冷卻劑與形核原料的重量比為0.11~0.12%。

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