一种使用悬浮拉制法制作硅单晶的方法
【专利摘要】本发明涉及硅单晶晶体生长。对于硅单晶，传统上使用直拉去或区熔法拉制单晶。近些年，也兴起使用铸锭炉进行铸造单晶的生产。本发明提供一种使用悬浮拉制法制作硅单晶的方法，使用未经破碎的普通西门子还原法制作的多晶硅棒作为原料，利用电磁力悬浮熔融硅进行单晶制造的方法。本发明旨在发明一种低成本质量接近区熔单晶的硅单晶制造技术。
【专利说明】一种使用悬浮拉制法制作硅单晶的方法
【技术领域】:
[0001]本发明涉及晶体生长领域【背景技术】:
[0002]对于硅单晶，传统上使用直拉法或区熔法拉制单晶。近些年，也兴起使用铸锭炉进行铸造单晶的生产。本发明提供一种使用悬浮拉制法制作硅单晶的方法，使用未经破碎的普通西门子还原法制作的多晶硅棒作为原料，利用电磁力悬浮熔融硅进行单晶制造的方法。本发明旨在发明一种低成本质量接近区熔单晶的硅单晶制造技术。
【发明内容】
:
[0003]本方法将未经破碎的普通西门子还原法制作的多晶硅棒作为原料从坩埚下方的开孔中加入坩埚。硅棒在坩埚中加热熔化。在坩埚下方环绕有电磁线圈。通电建立电磁场后，熔融态的硅受电磁场作用悬浮在坩埚内且不从坩埚同硅棒的间歇中泄漏。当坩埚中的熔融硅建立温度梯度后，即可按照直拉晶体硅的方法进行晶体的拉制。
【专利附图】
【附图说明】:
[0004]I原生还原炉产出的棒状多晶硅
[0005]2 坩埚
[0006]3 熔融硅
[0007]4硅单晶
[0008]5电磁线圈
【具体实施方式】:
[0009]传统的直拉单晶炉，对坩埚及坩埚下方按如图所示布置作改造。从西门子还原炉上取下的未经破碎的(I)原生还原炉产出的棒状多晶硅(推荐对硅棒在使用前退火，以消除内应力)作为原料从(2)坩埚下方的开孔中加入(2)坩埚。(I)原生还原炉产出的棒状多晶硅的顶部加热熔化少许后在⑵坩埚中形成⑶熔融硅。(3)熔融硅受(5)电磁线圈产生的电磁场作用，悬浮在(2)坩埚中实现与坩埚的无直接接触且不从(2)坩埚与(I)原生还原炉产出的棒状多晶硅的间歇中泄漏。当(2)坩埚中的(3)熔融硅建立温度梯度后，即可按照传统直拉晶体硅的方法进行单晶体的拉制。当(2)坩埚中的(3)熔融硅随(4)硅单晶的拉长而消耗后，提升(I)原生还原炉产出的棒状多晶硅从而实现对(2)坩埚中的(3)熔融硅的连续加料。
【权利要求】
1.一种使用悬浮拉制法制作硅单晶的方法 权利要求为利用如图所示的悬浮拉制法制作硅单晶的方法。 在坩埚的下方开孔，使用未破碎的原生西门子还原炉的多晶硅棒，通过使用无物理接触的悬浮方法约束熔融硅进行硅单晶制造的方法。 本方法可以视作传统直拉单晶法同向上拉制的区熔法(英文术语:Pedestal GrowthFZ)的结合。即熔融硅区由硅棒顶部向下移动，而硅单晶在熔融硅上向上拉制。其中传统的直立去，熔融硅同坩埚直接接触而约束在坩埚中。而向上拉制的区熔法则通过熔融硅液的表面张力维持一个稳定的熔区。而在本方法中，熔融硅由悬浮作用进行约束。无论类似的改良被称作直拉法或者区熔法，都属于本专利的权利要求范围。 无论本方法中坩埚使用何种材质原材料，都不构成对本专利的合理回避，都属于本专利的权利要求范围。 使用本方法中并不要求电磁悬浮力使得坩埚同熔融硅完全无直接接触或者电磁场提供对熔融娃百分之一百的支撑悬浮。构建电磁场的目的在于独立维持或者协助i甘祸或着表面张力共同维持熔融哇一个稳定的物理形状。坩埚同熔融硅产生接触或者或者电磁场提供对熔融硅的形状维持提供部分支撑，即部分悬浮，都不构成对本专利的合理回避，都属于本专利的权利要求范围。 发明附图中使用硅棒从坩埚加料仅为本发明的一种实现方式。事实上，由于悬浮无接触或部分接触的熔区有很多优势，该方式适用于任何连续向上拉制单晶。使用任何形状的硅料，合棒，块，片及颗粒等；且无论从坩埚上方或者下方投入硅料都不构成对本专利的合理回避，都属于本专利的`权利要求范围。
【文档编号】C30B29/06GK103774212SQ201210397560
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年10月18日 优先权日:2012年10月18日
【发明者】丁欣 申请人:丁欣