一种利用锑挥发控制N型单晶电阻率的方法与流程

本发明属于直拉硅单晶，具体为一种利用锑挥发控制n型单晶电阻率的方法。

背景技术：

1、存在于硅熔体中的掺杂物，在晶体生长过程中，会从固液界面溶解于固相(亦即单晶硅棒)中。由于杂质在固相的溶解度不同于其在液相的溶解度，于是溶解于固相的掺杂物浓度不等于液相中的浓度，这种现象称为分凝。而固相杂质浓度与液相杂质浓度的比值，就称为分凝系数。一般硅晶体的电阻率随着掺杂浓度的升高而降低。一般轻掺n型单晶硅的掺杂物为磷，磷的分凝系数为0.35，对于n型单晶的电阻率控制，一般都是采用电阻率补偿方式进行调控，例如在掺磷n型单晶棒中摻杂硼或镓进行补偿，以减小n型单晶硅棒头尾电阻率差。

2、但是分凝现象导致摻杂浓度随着长度的增加而增加，电阻率也随着长度的增加而降低。因此，对于电阻率范围较窄的产品，只有部分长度符合要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：为了解决上述提出的问题，提供一种利用锑挥发控制n型单晶电阻率的方法。

2、本发明采用的技术方案如下：一种利用锑挥发控制n型单晶电阻率的方法，所述利用锑挥发控制n型单晶电阻率的方法包括以下步骤：

3、s1:将多晶硅原料和n型掺杂剂锑进行熔融，以便得到熔硅；

4、s2:引入籽晶并通过直拉工艺以使所述熔硅生长出晶体且经过缩颈、放肩、等径生长及收尾阶段；

5、s3:最终获得n型单晶硅；

6、s4:对步骤s3中获得的n型单晶硅进行收集保存，即可结束整个利用锑挥发控制n型单晶电阻率的流程。

7、在一优选的实施方式中，所述步骤s1中，所述n型掺杂剂为锑。

8、在一优选的实施方式中，所述步骤s2中，所述晶体生长过程中，埚转控制在7～9rpm，晶转控制在7～9rpm，晶体生长速率在1.2～1.8mm/min，炉内压强为0.5～1.5kpa,氩气流速为80～120slpm。

9、在一优选的实施方式中，所述利用锑挥发控制n型单晶电阻率的方法的方法适用于单根及连续多根单晶硅棒拉制。

10、在一优选的实施方式中，所述步骤s2中，根据太阳能级电阻率要求，电阻率要控制在1.0～0.6ω·cm，所对应的掺杂浓度在21ppmw以上。实际在化料、引晶及放肩过程中存在锑的挥发，当掺杂浓度为25ppmw时，头部电阻率可控制在1.0ω·cm，在凝固率达到80.5％的位置，电阻率降低至0.6ω·cm。

11、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

12、本发明中，改善单晶硅棒纵向电阻率的均匀性，本发明通过利用锑的高挥发性，使得硅熔体中锑浓度不会因为分凝效应而提高，从而保持熔体中锑浓度基本不变，进而保证了单晶硅棒纵向电阻率的均匀性，本发明将多晶硅原料和n型掺杂剂锑进行熔融，以便得到熔硅；引入籽晶并直拉以使所述熔硅生长出晶体且经过缩颈、放肩、等径生长及收尾等阶段，最终获得n形单晶硅本发明提供的方法以制备n型单晶硅为目的。其中在化料、熔接、引晶过程中通过提高炉内压强，减少锑的挥发，而到了等径过程中，又通过降压、增加晶转与埚转、降低提拉速度等方式增强锑的挥发性，最终有效控制了晶体硅的电阻率均匀性。本发明利用锑的高挥发性，降低了分凝对电阻率均匀性的影响，收窄了电阻率的范围，极大的改善了电阻均匀性。通过实例结果分析，相比于掺磷电阻率而言，有效长度得到了提高，极大提高了生产效率。

技术特征：

1.一种利用锑挥发控制n型单晶电阻率的方法，其特征在于：所述利用锑挥发控制n型单晶电阻率的方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种利用锑挥发控制n型单晶电阻率的方法，其特征在于：所述步骤s1中，所述n型掺杂剂为锑。

3.如权利要求1所述的一种利用锑挥发控制n型单晶电阻率的方法，其特征在于：所述步骤s2中，所述晶体生长过程中，埚转控制在7～9rpm，晶转控制在7～9rpm，晶体生长速率在1.2～1.8mm/min，炉内压强为0.5～1.5kpa,氩气流速为80～120slpm。

4.如权利要求1所述的一种利用锑挥发控制n型单晶电阻率的方法，其特征在于：所述利用锑挥发控制n型单晶电阻率的方法的方法适用于单根及连续多根单晶硅棒拉制。

5.如权利要求1所述的一种利用锑挥发控制n型单晶电阻率的方法，其特征在于：所述步骤s2中，根据太阳能级电阻率要求，电阻率要控制在1.0～0.6ω·cm，所对应的掺杂浓度在21ppmw以上。实际在化料、引晶及放肩过程中存在锑的挥发，当掺杂浓度为25ppmw时，头部电阻率可控制在1.0ω·cm，在凝固率达到80.5％的位置，电阻率降低至0.6ω·cm。

技术总结
本发明公开了一种利用锑挥发控制N型单晶电阻率的方法。本发明中，改善单晶硅棒纵向电阻率的均匀性，本发明通过利用锑的高挥发性，使得硅熔体中锑浓度不会因为分凝效应而提高，从而保持熔体中锑浓度基本不变，进而保证了单晶硅棒纵向电阻率的均匀性，本发明将多晶硅原料和N型掺杂剂锑进行熔融，以便得到熔硅；引入籽晶并直拉以使所述熔硅生长出晶体且经过缩颈、放肩、等径生长及收尾等阶段，本发明利用锑的高挥发性，降低了分凝对电阻率均匀性的影响，收窄了电阻率的范围，极大的改善了电阻均匀性。通过实例结果分析，相比于掺磷电阻率而言，有效长度得到了提高，极大提高了生产效率。

技术研发人员：傅志斌,刘之文,佟兴雪,傅欣,张坚,简晖,郭广,刘明,郭海腾
受保护的技术使用者：安徽阜兴新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15