專利名稱：太陽(yáng)能級(jí)硅單晶混合摻雜配料方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種摻硼摻磷的太陽(yáng)能級(jí)硅單晶混合摻雜配料方法，屬于太陽(yáng)能
級(jí)cz單晶硅生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前在太陽(yáng)能級(jí)CZ硅單晶生產(chǎn)過程中，由于使用的物料往往比較復(fù)雜，常引起在 配料的過程中電阻率和硅料補(bǔ)償度失控的情況，嚴(yán)重影響到單晶硅片的效率和衰減，同時(shí) 硅材料的電阻率也會(huì)出現(xiàn)超出預(yù)期的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本專利的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供-
4中通過計(jì)算公式或開發(fā)出
全自動(dòng)運(yùn)算表格，經(jīng)方便地按序進(jìn)行計(jì)算即可輕易掌握配料技術(shù)，以便控制硅棒質(zhì)量的太 陽(yáng)能級(jí)硅單晶混合摻雜配料方法。該方法是首先將投入的硅料根據(jù)電阻率和極性計(jì)算成 對(duì)應(yīng)的濃度，將所述濃度代入P型或N型的電阻率計(jì)算公式，得出對(duì)應(yīng)硅料的電阻率數(shù)值； 再根據(jù)不同的元素分凝系數(shù)不同，計(jì)算出各元素在硅棒不同長(zhǎng)度上的濃度，綜合后推算出 硅棒不同長(zhǎng)度的電阻率。
所述的投入的硅料根據(jù)電阻率和極性計(jì)算成對(duì)應(yīng)的濃度，其計(jì)算公式是
計(jì)算P型摻雜劑濃度
1.33Z1016
1.082Z10
17
P
P
'1.105式中:p-----電阻率Q cm ;N—或計(jì)算N型摻雜劑濃度
iV6- 2'42 X 10" w 一 ■ X
1 + iiw + ibVr2 +式中:X = log10PA0 =-3. 1083 ;A =-3. 2626 ;A2 =-1. 2196 ;A3 =-0.13923 ;B丄=1. 0265 ;B2 =0.38755 ;B3 =0.041833。
l + (54.56p)1
所述的投入的硅料根據(jù)電阻率和極性計(jì)算成對(duì)應(yīng)的濃度后，再將所述濃度代入P 型或N型的電阻率計(jì)算公式，得出對(duì)應(yīng)硅料的電阻率數(shù)值，其采用如下的計(jì)算公式(3)或 (4):


計(jì)算P型電阻率
1. 305 X 10
1* 133 X 10"
式(3)
或計(jì)算N型電阻率
6, 242 X 10"
風(fēng)l + (2* 58 X
一 iq
WO
x 10" (4) Z'
.i + W' ,v -t
式中y = (log10N) A' o A' i A' 2 A' 3 B' i B' 2 B' ^



及W + ~ 16 ;
-3. 0769 ; 2. 2108 ; -0.62272 0.057501 -0.68157 0.19833 ; ^ -0.018376。
所述的根據(jù)不同的元素分凝系數(shù)不同，計(jì)算出各元素在硅棒不同長(zhǎng)度上的濃度，
其中o Jz')是晶體生長(zhǎng)到Z'時(shí)，溶液中溶質(zhì)的濃度； c^是晶體開始生長(zhǎng)時(shí)，溶液中溶質(zhì)的濃度； L是晶體生長(zhǎng)最大長(zhǎng)度；
K。是溶質(zhì)在溶液中，在相同生長(zhǎng)條件下的等效分凝系數(shù)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有方法簡(jiǎn)單，可靠，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，能夠符合實(shí)際生產(chǎn)







其所依據(jù)的計(jì)算公式是: 仏( )《(l-(5)
需要等特點(diǎn)'


圖1是本發(fā)明的摻硼后晶棒電阻率分布圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的介紹本發(fā)明所述的太陽(yáng)能級(jí)硅單晶混 合摻雜配料方法，該方法是首先將投入的硅料根據(jù)電阻率和極性計(jì)算成對(duì)應(yīng)的濃度，將所
5述濃度代入P型或N型的電阻率計(jì)算公式，得出對(duì)應(yīng)硅料的電阻率數(shù)值；再根據(jù)不同的元素 分凝系數(shù)不同，計(jì)算出各元素在硅棒不同長(zhǎng)度上的濃度，綜合后推算出硅棒不同長(zhǎng)度的電 阻率。 本專利以GB-T 13389-1992摻硼摻磷硅單晶電阻率與摻雜劑濃度換算規(guī)程為應(yīng) 用基礎(chǔ)；所述的投入的硅料根據(jù)電阻率和極性計(jì)算成對(duì)應(yīng)的濃度，其計(jì)算公式是
計(jì)算P型摻雜劑濃度
<formula>formula see original document page 6</formula>
<formula>formula see original document page 6</formula>
<formula>formula see original document page 6</formula>式中P-----電阻率Q cm ;N
或計(jì)算N型摻雜劑濃度
6* 242 X 10"
摻雜劑濃度cm—:
X 1(^式(2) Z
1 +化:r + "2t2 + %:r3 式中x = 1og丄。P ; A0 = -3. 1083 A丄=-3. 2626 A2 = -1. 2196 A3 = -0. 13923 ; B丄=1. 0265 ; B2 = 0. 38755 ; B3 = 0. 041833。
所述的投入的硅料根據(jù)電阻率和極性計(jì)算成對(duì)應(yīng)的濃度后，再將所述濃度代入P 型或N型的電阻率計(jì)算公式，得出對(duì)應(yīng)硅料的電阻率數(shù)值，其采用如下的計(jì)算公式(3)或 (4):











計(jì)算P型電阻率
<formula>formula see original document page 6</formula>
式(3)
或計(jì)算N型電阻率
<formula>formula see original document page 6</formula>
式中y = (logl。N)-16 ;[0066: [0067: [0068: [0069: [0070:
[0071:
[0072: [0073:
其所卞
農(nóng)據(jù)的計(jì)算公式是:
[0074:
[0075: [0076: [0077: [0078: [0079:
阻率-
[0080:
的情
[0081
料的電P」
[0082:
[0083:
[0084: [0085: [0086: [0087: [0088:
推算i
[0089: [0090:
[0091:
表格
[0092:
圖1
[0093:
A' 。 = -3.0769; A' ,2.2108; A' 2 =-0.62272 A' 3 = 0.057501 B' ,-0.68157 B' 2 = 0. 19833 ; B' 3 =-0.018376。
所述的根據(jù)不同的元素分凝系數(shù)不同，計(jì)算出各元素在硅棒不同長(zhǎng)度上的濃度， 《f 、lc,—
—'—式(5)
其中o Jz')是晶體生長(zhǎng)到Z'時(shí)，溶液中溶質(zhì)的濃度； c^是晶體開始生長(zhǎng)時(shí)，溶液中溶質(zhì)的濃度； L是晶體生長(zhǎng)最大長(zhǎng)度；
K。是溶質(zhì)在溶液中，在相同生長(zhǎng)條件下的等效分凝系數(shù)。
本發(fā)明通過上述公式的計(jì)算制成如下表1，使用者只要將單晶的投料量、投料的電 極性輸入到表格中，就可以計(jì)算出將要生產(chǎn)的單晶硅棒的不同長(zhǎng)度的電阻率。
本表格首先將輸入的硅料根據(jù)電阻率和極性計(jì)算成對(duì)應(yīng)的濃度，對(duì)于硼、磷補(bǔ)償 ，則先進(jìn)行補(bǔ)償，之后哪個(gè)元素的原子多，就已那個(gè)進(jìn)行計(jì)算。
將最后計(jì)算剩余的雜質(zhì)濃度代入P型或N型的電阻率計(jì)算公式，就能得出對(duì)應(yīng)硅 沮率數(shù)值了。
況
同時(shí)根據(jù)硅晶體生長(zhǎng)的分凝原理，公式如下
<formula>formula see original document page 7</formula>
式(5)
出
的
所
其中o )是晶體生長(zhǎng)到Z'時(shí)，溶液中溶質(zhì)的濃度；
c^是晶體開始生長(zhǎng)時(shí)，溶液中溶質(zhì)的濃度； L是晶體生長(zhǎng)最大長(zhǎng)度；
K。是溶質(zhì)在溶液中，在相同生長(zhǎng)條件下的等效分凝系數(shù)。
根據(jù)不同的元素分凝系數(shù)不同，計(jì)算出各元素在硅棒不同長(zhǎng)度上的濃度，綜合后 硅棒不同長(zhǎng)度的電阻率。 通過EXCEL完成公式的計(jì)算。 實(shí)施例1
首先將投料的電阻率、極性、重量、投爐重量、目標(biāo)電阻率、晶棒直徑等輸入到自動(dòng) 中(表格中的黃色部分是可以更改數(shù)據(jù)的。)。
比如現(xiàn)有N型硅料35kg，電阻率為20 Q CM， P型硅料30kg，電阻率為2 Q CM， 頭部目標(biāo)電阻率為2Q "CM，P型。硅棒直徑為156mm，投料量為65kg。則結(jié)果見附 不。其中會(huì)有4%的計(jì)算偏差。
根據(jù)這一計(jì)算值，對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行指導(dǎo)，避免出現(xiàn)異常情況。
權(quán)利要求
一種太陽(yáng)能級(jí)硅單晶混合摻雜配料方法，該方法是首先將投入的硅料根據(jù)電阻率和極性計(jì)算成對(duì)應(yīng)的濃度，將所述濃度代入P型或N型的電阻率計(jì)算公式，得出對(duì)應(yīng)硅料的電阻率數(shù)值；再根據(jù)不同的元素分凝系數(shù)不同，計(jì)算出各元素在硅棒不同長(zhǎng)度上的濃度，綜合后推算出硅棒不同長(zhǎng)度的電阻率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能級(jí)硅單晶混合摻雜配料方法，其特征在于所述的投入 的硅料根據(jù)電阻率和極性計(jì)算成對(duì)應(yīng)的濃度，其計(jì)算公式是計(jì)算P型摻雜劑濃度<formula>formula see original document page 2</formula>7式(1)，式中P-----電阻率Q或計(jì)算N型摻雜劑濃度<formula>formula see original document page 2</formula>式中<formula>formula see original document page 2</formula>。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽(yáng)能級(jí)硅單晶混合摻雜配料方法，其特征在于所述的 投入的硅料根據(jù)電阻率和極性計(jì)算成對(duì)應(yīng)的濃度后，再將所述濃度代入P型或N型的電阻 率計(jì)算公式，得出對(duì)應(yīng)硅料的電阻率數(shù)值，其采用如下的計(jì)算公式(3)或(4):計(jì)算P型電阻率<formula>formula see original document page 2</formula>式(3)或計(jì)算N型電阻率<formula>formula see original document page 2</formula>式中<formula>formula see original document page 2</formula>A' i = 2. 210 8 ; A' 2 = -0. 622 72 ; A' 3 = 0.057 501 ; B' i = -0. 681 57 ; B' 2 = 0.198 33 ; B' 3 = -0. 018 376。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能級(jí)硅單晶混合摻雜配料方法，其特征在于所述的根據(jù) 不同的元素分凝系數(shù)不同，計(jì)算出各元素在硅棒不同長(zhǎng)度上的濃度，其所依據(jù)的計(jì)算公式是<formula>formula see original document page 3</formula>其中Ojz')是晶體生長(zhǎng)到Z'時(shí)，溶液中溶質(zhì)的濃度； C^是晶體開始生長(zhǎng)時(shí)，溶液中溶質(zhì)的濃度； L是晶體生長(zhǎng)最大長(zhǎng)度；K。是溶質(zhì)在溶液中，在相同生長(zhǎng)條件下的等效分凝系數(shù)。
全文摘要
一種太陽(yáng)能級(jí)硅單晶混合摻雜配料方法，該方法是首先將投入的硅料根據(jù)電阻率和極性計(jì)算成對(duì)應(yīng)的濃度，將所述濃度代入P型或N型的電阻率計(jì)算公式，得出對(duì)應(yīng)硅料的電阻率數(shù)值；再根據(jù)不同的元素分凝系數(shù)不同，計(jì)算出各元素在硅棒不同長(zhǎng)度上的濃度，綜合后推算出硅棒不同長(zhǎng)度的電阻率；它具有方法簡(jiǎn)單，可靠，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，能夠符合實(shí)際生產(chǎn)需要等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C30B31/18GK101792933SQ201010122910
公開日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2010年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月10日
發(fā)明者石堅(jiān) 申請(qǐng)人:嘉興明通光能科技有限公司