一种双泵大氩气低炉压降氧的方法与流程

本发明涉及单晶硅制造，尤其涉及一种双泵大氩气低炉压降氧的方法。

背景技术：

1、氧含量对单晶硅棒的机械性能、热稳定性、化学稳定性和加工性能都有一定程度的影响，是单晶硅棒品质好坏的重要指标。

2、现有技术通过降低埚转、管控引晶功率、增加保温性、安装降氧环、调整器盖距等措施来降低单晶硅棒中的氧含量，以上这些方法在降低单晶硅棒氧含量的同时，也会一定程度上影响成晶，或多或少地降低成晶率，而拉晶过程中加大氩气流量或降低炉压也是同样有效降低单晶硅棒氧含量的方法，但受干泵设备性能影响，这两种工艺无法同时满足。

3、目前，炉台干泵设备为单泵，无法满足大氩气的同时降低炉压。单个干泵的抽力为22000l/min，而大氩气与低炉压两种工艺都依托于干泵抽取气体的能力，如果干泵抽力补足，就会导致大氩气的情况下，无法维持恒定炉压，对炉内温度造成影响，影响成晶；或无法在炉台运行时间逐渐增大的情况下，将炉内压力调整在预设值，同样造成炉压不受控，影响炉内温度，影响成晶。因此，如果干泵的抽力无法满足需求，无法保证炉内压力受控，不仅无法降低晶棒氧含量，还会影响炉内温度，造成液面抖动，炉内压力不稳定等负面影响，得不偿失。

技术实现思路

1、本发明目的就是为了解决现有单晶硅降氧工艺成晶率易受干扰、大氩气与低炉压无法兼顾的问题，提供了一种双泵大氩气低炉压降氧的方法，同时满足大氩气与低炉压的工艺，降低单晶硅棒的氧含量，提升晶棒品质，降低晶品差，提高成晶率。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种双泵大氩气低炉压降氧的方法，具体步骤如下，包括：

4、（1）双泵连接：将两个相同的干泵使用三通连接在一起，再共同连接至单晶炉上，由于单晶炉对炉内压力和气体流速的检测只能给出一个控制信号，因此将一个泵的节流阀开度设置为恒定，此为定频泵，另一个泵通过单晶炉反馈的控制信号，调整节流阀开度，维持炉内压力恒定在预设值，此为变频泵；

5、（2）氩气增大：将双泵的抽力提升为44000l/min，增大氩气流量，增加单晶炉内气体流速，带走炉内产生的氧气，抑制炉内氧化反应的发生，降低硅单晶的氧化程度，提高硅单晶的纯度和晶体结构的完整性；

6、（3）炉压降低：大抽力使得氩气增大的情况下恒定低炉压，炉压降低后减少炉内的气体分子数，从而减少气体分子与硅单晶表面的碰撞和摩擦，避免硅单晶表面的氧化和玷污，同时使硅单晶表面的原子间距减小，增强原子间的相互作用力，使硅单晶结构更加紧凑，减少缺陷和氧原子的引入，进一步降低氧含量。

7、进一步地，所述步骤（1）~（3）中，当定频泵开度为50%、炉压为3torr时，氩气流量80slpm、100slpm及120slpm下分别对应变频泵的开度设为95%、100%及100%。

8、进一步地，所述步骤（1）~（3）中，当定频泵开度为50%、炉压为4torr时，氩气流量80slpm、100slpm及120slpm下分别对应变频泵的开度为60%、90%及100%。

9、进一步地，所述步骤（1）~（3）中，当定频泵开度为50%、炉压为5torr时，氩气流量80slpm、100slpm及120slpm下分别对应变频泵的开度为35%、55%及80%。

10、进一步地，所述步骤（1）~（3）中，当定频泵开度为50%、炉压为6torr时，氩气流量80slpm、100slpm及120slpm下分别对应变频泵的开度为25%、36%及50%。

11、进一步地，所述步骤（1）~（3）中，当定频泵开度为80%、炉压为3torr时，氩气流量80slpm、100slpm及120slpm下分别对应变频泵的开度为80%、100%及100%。

12、进一步地，所述步骤（1）~（3）中，当定频泵开度为80%、炉压为4torr时，氩气流量80slpm、100slpm及120slpm下分别对应变频泵的开度为38%、65%及96%。

13、进一步地，所述步骤（1）~（3）中，当定频泵开度为80%、炉压为5torr时，氩气流量80slpm、100slpm及120slpm下分别对应变频泵的开度为25%、36%及58%。

14、进一步地，所述步骤（1）~（3）中，当定频泵开度为80%、炉压为6torr时，氩气流量80slpm、100slpm及120slpm下分别对应变频泵的开度为25%、25%及32%。

15、与现有技术相比，本发明的技术方案的优点具体在于：

16、（1）本发明采用三通连接一个定频泵和一个变频泵，既可以满足提升干泵抽力，又不影响单晶炉信号对干泵的控制；

17、（2）本发明通过双泵的大抽力，满足在炉内通入大氩气的情况下，将炉内的压力抽到预设的低炉压，同时满足大氩气降氧和低炉压降氧两个降氧工艺，进一步降低单晶硅棒的氧含量；

18、（3）本发明在降氧的同时保证了炉台在运行时间接近寿命时，炉压始终受控。

技术特征：

1.一种双泵大氩气低炉压降氧的方法，具体步骤如下，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的双泵大氩气低炉压降氧的方法，其特征在于：

3.根据权利要求1或2所述的双泵大氩气低炉压降氧的方法，其特征在于：

4.根据权利要求1或2所述的双泵大氩气低炉压降氧的方法，其特征在于：

5.根据权利要求1或2所述的双泵大氩气低炉压降氧的方法，其特征在于：

6.根据权利要求1或2所述的双泵大氩气低炉压降氧的方法，其特征在于：

7.根据权利要求1或2所述的双泵大氩气低炉压降氧的方法，其特征在于：

8.根据权利要求1或2所述的双泵大氩气低炉压降氧的方法，其特征在于：

9.根据权利要求1或2所述的双泵大氩气低炉压降氧的方法，其特征在于：

技术总结
本发明公开了一种双泵大氩气低炉压降氧的方法，包括将两个相同的干泵使用三通连接在一起，再共同连接至单晶炉上，由于单晶炉对炉内压力和气体流速的检测只能给出一个控制信号，因此将一个泵的节流阀开度设置为恒定，此为定频泵，另一个泵通过单晶炉反馈的控制信号，调整节流阀开度，维持炉内压力恒定在预设值，此为变频泵；将双泵的抽力提升为44000L/min，增大氩气流量，降低炉压。本发明的优点是同时满足大氩气与低炉压的工艺，降低单晶硅棒的氧含量，提升晶棒品质，降低晶品差，提高成晶率。

技术研发人员：白一帆,王艺澄,王军磊,王鑫,李国明
受保护的技术使用者：包头美科硅能源有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27