专利名称：降低铸锭多晶体内应力缺陷的方法
技术领域：
本发明涉及半导体硅多晶铸锭生产的技术领域，尤其是一种降低铸锭多晶体内应 力缺陷的方法。
背景技术：
在太阳能光伏领域，利用定向凝固的方法生产多晶硅锭是普遍采用的方法，其基 本原理是将多晶硅原料放置在石英陶瓷坩埚中，放置在特定的热场系统中，加热至完全融 化；然后从坩埚的底部开始冷却，硅溶液在坩埚底部开始结晶，逐渐向上生长(凝固)；完成 生长过程后，通常会将热场重新闭合，并将多晶铸锭保温一段时候后开始冷却。传统的冷却 方式是，从多晶铸锭的底部空间开始冷却，这样，如同长晶过程的冷却方式一样，其弊端是: 由于晶锭(六面体)的四周及底部共五面和石英坩埚及保护石墨坩埚相接触，形成一个U 型的保温层，从而在晶锭体内形成中心上凸的温度梯度，和长晶过程中在晶体中形成的温 度梯度分布规律一致，从而不利于结晶过程中热应力的释放，在晶体中产生滑移层错等晶 体缺陷，利用其制作的太阳能电池转换效率也会受到影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中之不足，提供一种降低铸锭多 晶体内应力缺陷的方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种降低铸锭多晶体内应力缺陷 的方法，其降低铸锭多晶体内应力缺陷的方法采取的冷却方式为自多晶铸锭的上部开始冷 却。所述的冷却方式在晶体中形成了中心下凸的温度阶梯分布。降低铸锭多晶体内应力缺陷的方法，其方法步骤为所述的将多晶硅原料放入石 英陶瓷坩埚中，多晶铸锭完成长晶过程后，将热场封闭；晶体加热后进行退火处理；退火处 理后，将多晶铸锭热场的顶盖开启，使多晶铸锭的上表面与石英陶瓷坩埚的腔壁面发生辐 射换热；降低石英陶瓷坩埚外的腔壁面的温度，采用水冷却的方式，由于腔壁面的温度低于 多晶铸锭的温度，多晶铸锭将热量逐渐释放给腔壁面，形成主要向上、次要向四周散热的叠 加效果。本发明的有益效果是本发明改善了铸锭多晶的冷却过程，使得冷却过程在晶体 内形成的温度梯度与长晶过程中晶体体内的温度梯度分布方式相反，使得结晶过程的应力 得以有效释放，减少晶体内滑移位错等晶体缺陷，从而提高电池的转化效率，降低晶锭切成 硅片过程中翘曲、隐裂片等的比率，提高硅片制程的成品率。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明铸锭多晶冷却过程保温状态图。
具体实施例方式现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意 图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。如图1所示的一种降低铸锭多晶体内应力缺陷的方法，其方法为将多晶硅原料 放入石英陶瓷坩埚中，多晶铸锭完成长晶过程后，将热场封闭；晶体加热至一定温度进行退 火处理；退火处理后，将多晶铸锭热场的顶盖开启，使多晶铸锭的上表面与石英陶瓷坩埚的 腔壁面发生辐射换热；石英陶瓷坩埚外的腔壁面降低温度采用水冷却的方式，由于腔壁面 的温度低于多晶铸锭的温度，多晶铸锭将热量逐渐释放给腔壁面，由于铸锭四周有坩埚等 保护层，一定程度上起到了保温作用，多晶锭向四周的散热强度较少，以主要向上、次要向 四周散热的叠加效果，在晶体中形成了中心下凸的温度阶梯分布，产生的热应力方向向上， 与长晶过程形成的热应力方向相反，使得形成于长晶过程的热应力得以消除，避免了晶体 中由于热应力产生的层错等晶体缺陷。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人 士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明 精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种降低铸锭多晶体内应力缺陷的方法，其特征在于其降低铸锭多晶体内应力缺 陷的方法采取的冷却方式为自多晶铸锭的上部开始冷却。
2.根据权利要求1所述的降低铸锭多晶体内应力缺陷的方法，其特征在于所述的冷 却方式在晶体中形成了中心下凸的温度阶梯分布。
3.根据权利要求1所述的降低铸锭多晶体内应力缺陷的方法，其方法步骤为所述的 将多晶硅原料放入石英陶瓷坩埚中，多晶铸锭完成长晶过程后，将热场封闭；晶体加热后进 行退火处理；退火处理后，将多晶铸锭热场的顶盖开启，使多晶铸锭的上表面与石英陶瓷坩 埚外的腔壁面发生辐射换热；降低石英陶瓷坩埚的腔壁面的温度，采用水冷却的方式，由于 腔壁面的温度低于多晶铸锭的温度，多晶铸锭将热量逐渐释放给腔壁面，形成主要向上、次 要向四周散热的叠加效果。
全文摘要
本发明涉及半导体硅多晶铸锭生产的技术领域，尤其是一种降低铸锭多晶体内应力缺陷的方法其降低铸锭多晶体内应力缺陷的方法采取的冷却方式为自多晶铸锭的上部开始冷却。本发明改善了铸锭多晶的冷却过程，使得结晶过程的应力得以有效释放，减少晶体内滑移位错等晶体缺陷，提高电池的转化效率，提高硅片制程的成品率。
文档编号C30B28/06GK102094238SQ20101029419
公开日2011年6月15日 申请日期2010年9月28日 优先权日2010年9月28日
发明者张志强, 黄强, 黄振飞 申请人:常州天合光能有限公司