一种减少铸造单晶籽晶本体位错的装料方法与流程

本发明涉及一种减少铸造单晶籽晶本体位错的装料方法。

背景技术：

目前，多晶硅铸锭炉铸造单晶的方法主要是单晶籽晶引晶法，该单晶籽晶引晶法是先将单晶硅籽晶铺设在石英坩埚底部，该单晶硅籽晶层为目标籽晶层，在单晶籽晶层上面直接铺设一层原生细碎料或多晶硅碎片，该层为单晶籽晶保护层也可防止熔化中硅液对单晶籽晶的热冲击，保护层上面铺设棒状料或大块料。传统铸造单晶装料方式易导致籽晶在高温熔化阶段本体区域受到籽晶上层硅料的尖角压制损伤，单晶籽晶本体受到损伤后在长晶阶段会产生本体位错，影响铸造单晶硅锭质量。

技术实现要素：

本发明其目的就在于提供一种减少铸造单晶籽晶本体位错的装料方法，解决了传统铸造单晶装料方式易导致籽晶在高温熔化阶段本体区域受到籽晶上层硅料的尖角压制损伤，单晶籽晶本体受到损伤后在长晶阶段会产生本体位错，影响铸造单晶硅锭质量的问题。

为实现上述目的而采取的技术方案是，一种减少铸造单晶籽晶本体位错的装料方法，该方法包括以下步骤：

（一）在石英坩埚内表面喷涂氮化硅涂层，作为硅锭脱模层；

（二）在石英坩埚底部先铺设第一保护层，第一保护层是以5*5的薄硅片方阵进行铺设，每片薄硅片的尺寸为156mm*156mm*0.2mm，薄硅片的铺层整齐无缝隙，无交错；

（三）再在第一保护层上面铺设单晶籽晶层，单晶籽晶层为25块单晶籽晶块无缝拼接而成，每块单晶籽晶块的尺寸为130mm*130mm*20mm，单晶籽晶块的径向为[100]；

（四）在单晶籽晶层上面铺设第二保护层，第二保护层为尺寸是156mm*156mm*25mm的厚硅块铺设而成，厚硅块铺设于单晶籽晶层的拼接接缝处，保护单晶籽晶块拼接缝隙；

（五）铺设好第二保护层后，其余区域铺设回收料和原始纯料即可。

有益效果

与现有技术相比本发明具有以下优点。

1.采用第一保护层可防止高温下单晶籽晶底部受到氮化硅颗粒对籽晶的损伤，减少底部缺陷产生；

2.采用第二保护层可大大减少上层硅料重力对籽晶的影响，降低籽晶本体位错的产生，提高铸造单晶质量。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步详述。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明制得的单晶硅锭底部硅片光致发光pl图。

具体实施方式

一种减少铸造单晶籽晶本体位错的装料方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：

（一）在石英坩埚4内表面喷涂氮化硅涂层，作为硅锭脱模层；

（二）在石英坩埚4底部先铺设第一保护层1，第一保护层1是以5*5的薄硅片方阵进行铺设，每片薄硅片的尺寸为156mm*156mm*0.2mm，薄硅片的铺层整齐无缝隙，无交错；

（三）再在第一保护层1上面铺设单晶籽晶层2，单晶籽晶层2为25块单晶籽晶块无缝拼接而成，每块单晶籽晶块的尺寸为130mm*130mm*20mm，单晶籽晶块的径向为[100]；

（四）在单晶籽晶层2上面铺设第二保护层3，第二保护层3为尺寸是156mm*156mm*25mm的厚硅块铺设而成，厚硅块铺设于单晶籽晶层2的拼接接缝处，保护单晶籽晶块拼接缝隙；

（五）铺设好第二保护层3后，其余区域铺设回收料和原始纯料即可。

目前铸造单晶硅锭主要以单晶籽晶铺设于坩埚底部进行引晶生长，单晶籽晶在高温熔化过程中要保持完整性，这个过程就要求籽晶层上面的原生碎料或碎片不能损伤籽晶，同时也要防止底部坩埚氮化硅涂层的凹凸不平造成单晶籽晶损伤。本发明主要技术方案是单晶籽晶保护分为两个保护层。第一保护层：在单晶籽晶层的下面，即坩埚底部铺设一层0.2-5mm的硅薄片，该硅薄片高度一致，铺设整齐无缝；第二保护层：在单晶籽晶上层，铺设一层20-50mm的硅块，该硅块铺设平整无缝，硅块可铺设多层。本技术方案中单晶硅籽晶块受到上层硅料的压力均匀，可有效消除籽晶本体位错，如图2所示。

技术特征：

技术总结
一种减少铸造单晶籽晶本体位错的装料方法，该方法包括以下步骤：（一）在石英坩埚内表面喷涂氮化硅涂层，作为硅锭脱模层；（二）在石英坩埚底部先铺设第一保护层；（三）再在第一保护层上面铺设单晶籽晶层；（四）在单晶籽晶层2上面铺设第二保护层；（五）铺设好第二保护层后，其余区域铺设回收料和原始纯料即可。本发明采用第一保护层可防止高温下单晶籽晶底部受到氮化硅颗粒对籽晶的损伤，减少底部缺陷产生；并且采用第二保护层可大大减少上层硅料重力对籽晶的影响，降低籽晶本体位错的产生，提高铸造单晶质量。

技术研发人员：徐云飞;雷琦;张泽兴;黄林;刘世龙;赖昌权
受保护的技术使用者：江西旭阳雷迪高科技股份有限公司
技术研发日：2018.09.18
技术公布日：2018.12.18