专利名称：硅晶铸锭的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种娃晶铸锭(crystalline silicon ingot)的制造方法,尤其涉及一种利用成核促进层(nucleation promotion layer)让其底部为小尺寸娃晶粒且整体缺陷密度低的硅晶铸锭的制造方法。
背景技术：
大多的太阳能电池是吸收太阳光,进而产生光伏效应(photovoltaic effect)。目前太阳能电池的材料大部份都是以硅材为主，主要是因硅材为目前地球上最容易取到的第二多元素，并且其具有材料成本低廉、没有毒性、稳定性高等优点，并且其在半导体的应用上已有深厚的基础。以娃材为主的太阳能电池有单晶娃、多晶娃以及非晶娃二大类。以多晶娃作为太阳能电池的原材，主要是基于成本的考虑，因为相较于以现有的拉晶法(Czochralskimethod,即 CZ method)以及浮动区域法(floating zone method,即 FZ method)所制造的单晶硅，多晶硅价格相对地便宜许多。应用在制造太阳能电池上的多晶硅，传统上是利用一般铸造制程来生产。利用铸造制程来制备多晶硅，进而应用在太阳能电池上是本技术领域的现有的技术。简言之，将高纯度的硅熔融在模内(例如，石英坩埚)，在控制凝固下被冷却以形成多晶硅铸锭。接着，所述多晶硅铸锭被切割成接近太阳能电池尺寸大小的晶圆，进而应用在制造太阳能电池上。以这种方法制造的多晶硅铸锭为硅结晶晶粒的聚集体，其中在由其制成的晶圆中，晶粒相互之间的晶向实际上是随机的。在现有的多晶硅中，因为晶粒的随机晶向而难以对所制成的芯片表面进行粗纹化。表面粗纹化后可降低光 反射并提高通过电池表面的光能吸收，来提高光伏电池的效率。另外，在现有的多晶硅晶粒之间的晶界中形成的"扭折"，倾向形成成核差排的簇集，或形成多条线差排形式的结构缺陷。这些差排以及它们趋向吸引的杂质，造成了由现有的多晶硅制成的光伏电池中电荷载子的快速复合，这会导致电池的效率降低。由这类多晶硅制成的光电池通常比由单晶硅制成的等效光伏电池的效率低，即使考虑了在由现有技术制造的单晶硅中所存在的缺陷的径向分布。然而，因为制造现有的多晶硅相对简单且成本更低，以及在电池加工中有效的缺陷钝化，多晶硅成了广泛用于制造光伏电池的硅材料的形式。现有技术利用单晶硅晶种层并基于方向性凝固制成硅晶铸锭，且一般是利用大尺寸且晶向为(100)的单晶硅立方体作为主要晶种。其期望用于硅单晶太阳能电池制造娃晶圆的晶向为(100)方向，因为利用刻蚀方法方便地形成光捕获表面(light-trappingsurface)。然而，在(100)晶向的晶粒与随机成核的晶粒竞争的结晶期间(100)晶向的晶粒表现差。为了最大化在铸锭中引晶的结晶体积，现有技术利用(111)晶向的硅的边界包围(100)晶向的硅晶种面积。所述边界非常成功地抑制了其它晶向的晶体。以这种方法，能够铸造具有高性能的单晶硅及/或双晶(b1-crystal)硅块状体的铸锭，其最大化所得的晶圆的少数载流子的寿命，所述晶圆用于制造高效太阳能电池。在此，术语"单晶硅"是指单晶硅的主体，其在整个范围内具有一个一致的晶体晶向。术语〃双晶硅〃是指如下的硅的主体，其在大于或等于所述主体体积50%的范围内具有一个一致的晶体晶向，且在主体的剩余体积内具有另一个一致的晶体晶向。例如，这种双晶硅可以包含具有一个晶体晶向的单晶硅主体，其紧邻构成结晶硅剩余体积的另一种具有不同晶体晶向的单晶硅主体。此外，现有的多晶硅是指具有厘米规模的细微性分布的结晶硅，且在硅的主体内具有多种随机晶向的晶体。然而，前述现有技术是利用昂贵单晶硅晶种的方法，大幅增加硅晶铸锭整体的制造成本。其它现有技术则不借助昂贵的单晶娃晶种,其利用局部过冷(undercooling)先在坩埚底部布满横向长晶，再向上成长柱状结构，其大尺寸硅晶粒具有低缺陷密度。因此，根据其它现有技术制造的硅晶铸锭，其经切片后的硅晶圆制成太阳能电池，可以获得较高的光电转换效率。然而，其它现有技术所提技术仅在实验室里成功验证。延伸至工业级尺寸时，多晶硅铸造欲以局部过冷控制晶面树枝状晶成长布满于坩埚底部变得较为困难。工业等级多晶硅铸造受到坩埚与整体受热均匀性的影响，增加初始过冷度的控制变异，容易令多晶硅在坩埚底部成长为大晶粒且成为缺陷密度偏高的区域，在成长延伸时更快速增加缺陷密度，致使硅晶铸锭整体晶体质量变差，后续制成的太阳能电池的光电转换效率也较低。此外，请参阅附图1，现有多晶硅铸锭的晶向检测结果投射在结晶几何极图中由晶向(001)、(111)及(101)构成三角形的示意图结果。附图1显示现有多晶硅铸锭其优势晶向(dominant orientation)为介于(112)与(315)之间及/或介于(313)与(111)之间的晶向。在此，术语〃优势晶向〃是指占硅晶铸锭的体积百分比高于50%的晶向群组。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种利用成核促进层协助硅晶粒成核，且成长成底部为小尺寸硅晶粒、整体缺陷密度低的硅晶铸锭的制造方法。根据本发明所述的方法所制造的硅晶铸锭其后续制成的太阳能电池的成本`较低、光电转换效率也较高。此外，本发明的另一目的在于，提供一种制造具有不同于现有硅晶圆的特殊结晶特性的硅晶铸锭的方法。本发明的一优选具体实施例的硅晶铸锭的制造方法，首先装成核促进层至模内的底部，模本身定义垂直方向。接着，装硅原料至模内，且放置在成核促进层上。接着，加热模直至娃原料全部熔化成娃熔汤(silicon melt)。接着,控制娃熔汤的至少一热场参数(thermal control parameter),使多个娃晶粒从娃熔汤中在成核促进层上成核,且沿垂直方向成长。最后，继续控制至少一热场参数，使多个硅晶粒继续沿垂直方向成长，且直至硅熔汤全部凝固以获得娃晶铸锭。于一具体实施例中，成核促进层并且抑制多个硅晶粒于成长过程中缺陷密度的增力口。硅晶铸锭内缺陷密度沿着垂直方向的增率为0.01%/mnTl0%/mm。于一具体实施例中，紧邻成核促进层的硅晶粒的平均晶粒尺寸小于10mm。于一具体实施例中，成核促进层由多个具有不规则形状的结晶颗粒所构成，且每一结晶颗粒的颗粒尺寸小于50mm。于一具体实施例中，多个结晶颗粒为多晶硅颗粒、单晶硅颗粒、单晶碳化硅颗粒或其它熔点高于约1400°C的材料形成且有助于成核的结晶颗粒。于另一具体实施例中，成核促进层为板体，板体由熔点高于约1400°C的材料形成。板体与硅熔汤接触的表面具有范围从300 μ m至1000 μ m的粗糙度，以提供多个硅晶粒多个成核点。于一具体实施例中，根据本发明的方法所制造的硅晶铸锭其多个硅晶粒的优势晶向介于(001)与(111)之间，并且多个硅晶粒中具有优势晶向的硅晶粒占体积百分比高于50%。于一具体实施例中，加热器(heater)安置在模之上，并且定向凝固块(directional solidification block)安置在模的下方。至少一热场参数可以包含从加热器至模的第一温度梯度、从硅熔汤的底部至定向凝固块的顶部的第二温度梯度或热传输通量，等等热场参数。本发明的另一优选具体实施例的硅晶铸锭的制造方法，首先装成核促进层至模内的底部，成核促进层由多个具不规则形状的结晶颗粒接合在一起所形成，模本身定义垂直方向。接着，装硅原料至模内，且放置在成核促进层上。接着，加热模直至硅原料全部熔化成硅熔汤。接着，控制硅熔汤的至少一热场参数，使多个硅晶粒从硅熔汤中在成核促进层上成核，且沿所述垂直方向成长。最后，继续控制至少一热场参数，使多个硅晶粒继续沿垂直方向成长，且直至硅熔汤全部凝固以获得硅晶铸锭。与先前技术不同，本发明所述方法无须借助昂贵的单晶硅晶种，也无须执行难达成的局部过冷度以致在坩埚底部成核硅晶粒，本发明利用成本较低的成核促进层直接提供硅熔汤密集的成核点，制造高密度的晶粒分布，来抑制成长快速的晶向生成，进而达到大量降低大尺寸硅晶粒分布比例。由于，小尺寸硅晶粒型态于长晶过程中有较少晶粒竞争现象，且小尺寸硅晶粒分布紧密较易趋于单一向上成长，减少晶粒大吃小情形与避免柱状晶无法成长完整的情况。此外，伴随得来的高比例晶界在长晶过程中，能以应力场吸引缺陷集中或于晶界上滑移释放热应力，抑制差排等缺陷快速增加，因此获得高质量的硅晶铸锭，后续制成的太阳能电池的光电转 换效 率也较高。根据本发明的方法所制造的硅晶铸锭其结晶特性不同于现有硅晶铸锭的结晶特性。为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图1，现有多晶硅铸锭的晶向检测结果投射在结晶几何极图中由晶向(001)、(111)及(101)构成三角形的示意图。附图2A至附图2D，以截面视图示意地绘示本发明所述硅晶铸锭的制造方法的一优选具体实施例。附图3，本发明的DSS长晶炉的一具体实施例的截面视图，以显示装在模内底部的成核促进层为板体。附图4，根据本发明的方法所制造的硅晶铸锭其各种晶向的比例。附图5，本发明的一优选具体实施例所制造的硅晶铸锭与其对照的硅晶铸锭的硅晶粒尺寸比较结果。
附图6，本发明的一优选具体实施例所制造的硅晶铸锭与其对照的硅晶铸锭的缺陷密度比较结果。附图7，本发明的一优选具体实施例所制造的硅晶铸锭其底部区域、中间区域以及顶部区域，显示其硅晶粒尺寸的金相图。附图8，作为对照的硅晶铸锭其底部区域、中间区域以及顶部区域，显示其硅晶粒尺寸的金相图。附图9，本发明的一优选具体实施例所制造的硅晶铸锭与其对照的硅晶铸锭的后续制成太阳能电池的平均光电转换效率比较结果。附图10，利用不同尺寸单晶硅碎料作为成核促进层制造出本发明的硅晶铸锭，其沿着硅晶铸锭高度变化的缺陷密度数据。主要组件符号说明
I=DSS长晶炉10:炉体
I1:惰性气体导管12:绝热笼
122:上绝热罩124:下绝热板
14:加热器16:模
17:基座18:定向凝固块
19:支撑柱2:成核促进层
22:结晶颗粒24:板体
3:硅晶铸锭30:硅原料
32:硅熔汤34:硅晶粒 K:垂直方向
具体实施例方式下面结合附图对本发明提供的硅晶铸锭的制造方法做详细说明。请参阅附图2A至附图2D，以截面视图示意地绘示本发明的一优选具体实施例的娃晶铸淀的制造方法。如附图2A所示，本发明的制造方法大致上依循定向凝固系统(directionalsolidification system, DSS)，采用DSS长晶炉I。DSS长晶炉I的构造包含炉体10、由上绝热罩122与下绝热板124构成的绝热笼12、安置在绝热笼12内的定向凝固块18、支撑定向凝固块18的至少一支撑柱19、安置在定向凝固块18上的基座17、安置在基座17内的模
16、安置在模16的上方的加热器14以及贯通炉体10与绝热笼12的惰性气体导管11。实务上，模16可以是石英坩埚。定向凝固块18可以由石墨制成。基座17可以由石墨制成。惰性气体导管11用以导入氩气至绝热笼12内。如附图2A所示，本发明所述的方法首先是装成核促进层2至模16内的底部。模16本身定义垂直方向K。接着，装硅原料30至模16内，且放置在成核促进层2上。装入成核促进层2以及硅原料30的模16则放置基座17里。接着，加热模16直至所述硅原料30全部熔化成硅熔汤32，如附图2B所示。接着，控制关于硅熔汤32的至少一热场参数，致使多个硅晶粒34从所述硅熔汤32中在所述成核促进层2上成核，且沿所述垂直方向K成长，如附图2C所示。于一具体实施例中，多个硅晶粒34从所述硅熔汤32中在所述成核促进层2上成核且沿所述垂直方向K成长成平均晶粒尺寸增长倍数约2至3倍的硅晶粒34。上述平均晶粒尺寸增长倍数由下列公式计算:
VSi ;其中Si为成核的多个硅晶粒34的平均尺寸，Sf为成核且成长后的多个硅晶粒34的平均尺寸。至少一热场参数包含热传输通量。如附图2C所示，DSS长晶炉I在长晶过程中，上绝热罩122缓慢上升，使原本受绝热笼12笼罩的密闭空间产生间隙，此间隙便成为绝热笼12内、外部热交换的管道，产生热传输通量。最后，如附图2D所示，本发明所述的方法为继续控制至少一热场参数，让多个硅晶粒34继续沿垂直方向K成长，且直至硅熔汤32全部凝固以获得硅晶铸锭3。于一具体实施例中，成核促进层2并且抑制多个硅晶粒34于成长过程中缺陷密度的增加。硅晶铸锭3内缺陷密度沿着垂直方向K的增率范围为0.01%/mnTl0%/mm。硅晶铸锭内缺陷密度的增率由下列公式计算:
(Dx2-Dxl)/(x2-xl);其中X2、X1分别为硅晶铸锭3沿垂直方向K不同高度处，Dx2、Dxl分别为硅晶铸锭3在X2、Xl处切面的缺陷密度。小尺寸硅晶粒也可以有效抑制缺陷密度的增率。本发明制造的硅晶铸锭3其中央底部成长小尺寸硅晶粒(<10_)的机率较高，其侧边或角落底部可能只有局部成长小尺寸娃晶粒(〈10mm)。 本发明制造的娃晶铸淀垂直所述垂直方向K的切面,其小尺寸娃晶粒所占面积比例会影响晶粒成长幅度以及缺陷密度的增率。于一具体实施例中，紧邻成核促进层2的硅晶粒34的平均晶粒尺寸小于约10mm。于一具体实施例中，成核促进层2由多个具有不规则形状的结晶颗粒22所构成，且每一结晶颗粒22的颗粒尺寸小于约50mm。于一具体实施例中，多个结晶颗粒22为多晶硅颗粒、单晶硅颗粒、单晶碳化硅颗粒或其它熔点高于约1400°C的材料形成且有助于成核的结晶颗粒。于一案例中，多个结晶颗粒22即为商业售卖的多晶娃或单晶娃碎料(chips或chunks),其成本远低于单晶娃晶种。将多晶硅或单晶硅碎料铺填于模16的底部，即成为成核促进层2，如附图2A所示。如附图2B所示，针对以多晶硅或单晶硅碎料铺填成的成核促进层2，硅原料30全部熔化成硅熔汤32的过程中，多晶硅或单晶硅碎料的一部分熔化，其余部分未熔化。为防止多晶硅或单晶硅碎料全部熔化，如附图2B所示，上绝热罩122上升与下绝缘板124间保持一开度，让模16下方散热。于另一具体实施例中，如附图3所示，成核促进层2为板体24。板体24由熔点高于约1400 V的材料形成，例如，高纯度石墨、硅以及氧化铝、碳化硅、氮化硅、氮化铝、等陶瓷材料。板体24与硅熔汤32接触的表面具有范围从300 μ m至1000 μ m的粗糙度，以提供多个硅晶粒34多个成核点。附图3中具有与附图2C相同号码标记的组件，有相同或类似的结构以及功能，在此不再赘述。请再次参阅附图2A至附图2D，加热器14安置在模16之上。定向凝固块18安置在模16的下方，间接与模16接触。至少一热场参数可以包含从加热器14至模16的第一温度梯度、从硅熔汤20的底部至定向凝固块18的顶部的第二温度梯度或热传输通量等等热场参数。于实务上，第一温度梯度需控制在低于0.4°C /cm,可以借由加大加热器14与模16之间的距离，或将加热器14的加热温度控制在低于1410°C等方法来达成。第二温度梯度需控制在高于17°C /cm，可以借由加大定向凝固块18的厚度等方法来达成。热传输通量需控制在高于37000W/m2，可以借由将上绝热罩122开速提升至3cm/hr以上来达成。本发明的另一优选具体实施例的硅晶铸锭的制造方法，首先装成核促进层2至模16内的底部。成核促进层2由多个具有不规则形状的结晶颗粒22接合在一起所形成。模16本身定义垂直方向K。实务上，成核促进层2即是切自本发明所述的方法所制造的另一硅晶铸锭的底部而取得，借此，回收成核促进层2再行使用。接着，装硅原料30至所述模16内，且放置在成核促进层2上。接着,加热模16直至娃原料30全部熔化成娃熔汤32。接着,控制关于娃熔汤32的至少一热场参数，致使多个硅晶粒34从硅熔汤32中在成核促进层2上成核，且沿垂直方向K成长。于一具体实施例中，多个硅晶粒34从硅熔汤32中在成核促进层2上成核，且沿垂直方向K成长成平均晶粒尺寸增长倍数约2至3倍的硅晶粒34。最后，本发明所述的方法为继续控制至少一热场参数，让多个硅晶粒34继续沿垂直方向K成长，且直至硅熔汤32全部凝固以获得硅晶铸锭3。于一具体实施例中，成核促进层2并且抑制多个硅晶粒34于成长过程中缺陷密度的增加。硅晶铸锭3内缺陷密度沿着垂直方向K的增率范围为0.01%/mnTl0%/mm。于一具体实施例中，紧邻成核促进层2的硅晶粒34的平均晶粒尺寸小于约10mm。于一具体实施例中，成核促进层2由多个具有不规则形状的结晶颗粒22所构成，且每一结晶颗粒22的颗粒尺寸小于约50mm。根据本发明所述的方法所制造的硅晶铸锭其多个硅晶粒的优势晶向介于(001)与(111)之间，并且多个硅 晶粒中具有优势晶向的硅晶粒占体积百分比高于约50%。请参阅附图4，根据本发明所述的方法所制造的硅晶铸锭借由电子背向散射绕射(electron back-scattered diffraction, EBSD)进行结晶学方面的分析，其娃晶粒各种晶向的比例如附图4所示。如附图4所示的数据证实，根据本发明所述的方法的一优选具体实施例所制造的硅晶铸锭其多个硅晶粒的优势晶向介于(001)与(111)之间，并且多个硅晶粒中具有优势晶向的娃晶粒占体积百分比闻于约70%。请参阅附图5，A铸锭为采用本发明所述的方法制造的硅晶铸锭，其沿着硅晶铸锭高度的平均晶粒尺寸变化标示于附图5中。于附图5中并且标示B铸锭其沿着硅晶铸锭高度变化的平均晶粒尺寸，作为对照。B铸锭为根据现有技术所提出的方法所制造的硅晶铸锭。请参阅附图6，A铸锭的角落区域、侧壁区域以及中央区域沿着硅晶铸锭高度变化的缺陷密度标示于附图6中。附图6中的缺陷密度以缺陷面积比例表示。作为对照，B铸锭的角落区域、侧壁区域以及中央区域沿着硅晶铸锭高度而变化的缺陷面积比例也标示于附图6中。请参阅附图7，对应A铸锭的底部区域、中间区域以及顶部区域(距离A铸锭底部约250_)，显示其硅晶粒尺寸的金相图示于附图7。作为对照，对应B铸锭的底部区域、中间区域以及顶部区域(距离B铸锭底部约250mm)，显示其硅晶粒尺寸的金相图示于附图8。作为案例的A铸锭及B铸锭，铸锭的高度皆为250_。
请参阅附图9，取材于A铸锭的底部区域、中间区域以及顶部区域(距离A铸锭底部约250_)所制成太阳能电池的光电转换效率标示于附图9中。作为对照，取材于B铸锭的底部区域、中间区域以及顶部区域(距离B铸锭底部约250mm)所制成太阳能电池的光电转换效率也标示于附图9中。取材于A铸锭所制成太阳能电池的平均光电转换效率高过取材于B铸锭所制成太阳能电池的平均光电转换效率约0.6%。取材于B铸锭各区域所制成太阳能电池的光电转换效率范围为16.709Γ17.10%。取材于A铸锭各区域所制成太阳能电池的光电转换效率范围为17.419Γ17.56%，相较下，各区域所制成太阳能电池的光电转换效率相当接近，利于电池制造商应用于电池的制造，更具商业应用价值。从附图5、附图6及附图9的数据以及附图7、附图8的金相照片，可以清楚了解B铸锭的长晶过程在坩埚底成长为大晶粒且成为缺陷密度较低的区域，但在成长延伸时更快速增加缺陷密度，致使硅晶铸锭整体晶体质量变差，其后续制成的太阳能电池的光电转换效率较低。相较于B铸锭，A铸锭的长晶利用引入成核促进层直接提供硅熔汤密集的成核点，来大量降低大尺寸硅晶粒分布比例。由于，小尺寸硅晶粒型态于长晶过程中有较少晶粒竞争现象，且小尺寸硅晶粒分布紧密较易趋于单一向上成长，减少晶粒大吃小情形与避免柱状晶无法成长完整。此外，A铸锭中分布密布高的晶界在长晶过程中，能以应力场吸引缺陷集中或于晶界上滑移释放热应力，抑制差排等缺陷快速增加，进而让硅晶铸锭整体有较佳的晶体质量，后续制成的太阳能电池的光电转换效率也较高。请参阅附图10，根据本发明所述的方法利用不同尺寸单晶硅碎料作为成核促进层制造硅晶铸锭，其沿着硅晶铸锭高度变化的缺陷密度数据。单晶硅碎料分别为:〈10_;7 20mm;l(T40mm，共计三组不同尺寸。附图10中的缺陷密度同样以缺陷面积比例表示。从附图10所示的数据可以清楚看出本发明利用三组不同尺寸单晶硅碎料作为成核促进层制造出的硅晶铸锭，其缺陷密度都很小。以上所述仅是本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保 护范围。
权利要求
1.一种硅晶铸锭的制造方法，其特征在于，包括如下步骤:(a)安装一成核促进层至一模内的底部，所述模本身定义一垂直方向；(b)安装一硅原料至所述模内，且放置在所述成核促进层上；(C)加热所述模，直至所述硅原料全部熔化成一硅熔汤；(d)控制所述硅熔汤的至少一热场参数，使多个硅晶粒从所述硅熔汤中在所述成核促进层上成核且沿所述垂直方向成长；以及(e)继续控制所述热场参数，使所述多个硅晶粒继续沿所述垂直方向成长，直到所述硅熔汤全部凝固以获得所述硅晶铸锭。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅晶铸锭内缺陷密度沿着所述垂直方向的增率为 0.01%/mnTl0%/mm。
3.按权利要求1所述的方法，其特征在于，紧邻所述成核促进层的硅晶粒的平均晶粒尺寸小于10mm。
4.按权利要求3所述的方法，其特征在于，所述成核促进层由多个具有不规则形状的结晶颗粒所构成，且每一结晶颗粒的颗粒尺寸小于50mm。
5.按权利要求4所述的方法，其特征在于，所述多个结晶颗粒包含选自由一多晶硅颗粒、一单晶硅颗粒以及一单晶碳化硅颗粒所组成的群组中的其中之一。
6.按权利要求4所述的方法，其特征在于，所述多个结晶颗粒包含一多晶硅颗粒或一单晶硅颗粒，在步骤(C)中，所述多个结晶颗粒一部分熔化，其余部分未熔化。
7.按权利要求3所述的方法，其特征在于，所述成核促进层为一板体，所述板体由一熔点高于1400°C的材料形成，所述板体与所述硅熔汤接触的表面具有范围从300μπι至1000 μ m的粗糙度，以提供所述多个硅晶粒多个成核点。
8.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个硅晶粒的优势晶向介于(001)与(111)之间，所述多个硅晶粒中具有优势晶向的硅晶粒占体积百分比高于50%。
9.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个硅晶粒的优势晶向介于(001)与(111)之间，所述多个娃晶粒中具有优势晶向的娃晶粒占体积百分比闻于70%。
10.一种硅晶铸锭的制造方法，其特征在于，包含下列步骤:(a)安装一成核促进层至一模内的底部，所述成核促进层由多个具有不规则形状的结晶颗粒接合在一起所形成，所述模本身定义一垂直方向；(b)安装一硅原料至所述模内，且放置在所述成核促进层上；(C)加热所述模直至所述硅原料全部熔化成一硅熔汤；(d)控制所述硅熔汤的至少一热场参数，使多个硅晶粒从所述硅熔汤中在所述成核促进层上成核且沿所述垂直方向成长；以及(e)继续控制所述热场参数，使所述多个硅晶粒继续沿所述垂直方向成长，直到所述硅熔汤全部凝固以获得所述硅晶铸锭。
11.按权利要求10所述的方法，其特征在于，所述硅晶铸锭内缺陷密度沿着所述垂直方向的增率范围为0.01%/mnTl0%/mm。
12.按权利要求10所述的方法，其特征在于，紧邻所述成核促进层的硅晶粒的平均晶粒尺寸小于10mm。
13.按权利要求12所述的方法，其特征在于，每一结晶颗粒的颗粒尺寸小于50mm。
14.按权利要求13所述的方法，其特征在于，所述多个结晶颗粒包含选自由一多晶硅颗粒、一单晶硅颗粒以及一单晶碳化硅颗粒所组成的群组中的其中之一。
15.按权利要求13所述的方法，其特征在于，所述多个结晶颗粒包含一多晶硅颗粒或一单晶硅颗粒，在步骤(C)中，所述多个结晶颗粒部分熔化，其余部分未熔化。
16.按权利要求10所述的方法，其特征在于，所述多个硅晶粒的优势晶向介于(001)与(111)之间，所述多个硅晶粒中具有优势晶向的硅晶粒占体积百分比高于50%。
17.按权利要求10所述的方法，其特征在于，所述多个硅晶粒的优势晶向介于(001)与(111)之间，所述多个娃晶 粒中具有优势晶向的娃晶粒占体积百分比1 于70%。
全文摘要
本发明涉及一种硅晶铸锭的制造方法，本发明所述的制造方法利用成核促进层，让多个硅晶粒从硅熔汤中在成核促进层上成核，且沿垂直方向成长，直至硅熔汤全部凝固，以获得硅晶铸锭。
文档编号C30B11/00GK103088403SQ20121044185
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月8日 优先权日2011年11月28日
发明者余文怀, 杨承叡, 杨瑜民, 白凯元, 蓝文杰, 姜侑宗, 许松林, 徐文庆, 蓝崇文 申请人:昆山中辰矽晶有限公司