本申請涉及直拉法單晶制造，具體涉及一種基于直拉法單晶中放肩與轉肩階段變爐壓的拉晶方法。

背景技術：

1、單晶硅是芯片和太陽能電池生產制造的必要原料之一。目前在所有安裝的太陽電池中，超過90％以上是晶體硅太陽能電池，因此，位于產業(yè)鏈前端的單晶硅的生產對整個太陽電池產業(yè)有著很重要的作用。

2、在基于傳統(tǒng)的直拉法拉制單晶過程中，單晶爐內的壓力越低，抽走的氧越多，氧含量越低，品質越好。但較低的爐壓對調溫、引晶及放肩存在一定的負面影響。

3、使用低爐壓在調溫時，容易造成液面波動，影響熔接；氬氣被快速抽走造成籽晶無法被氬氣充分吹拂，產生氧化。因此使用低爐壓拉晶，雖然有利于降低氧含量，但影對調溫、引晶及放肩存在一定的負面影響，降低了單晶的成活率，影響最終拉制得到單晶的合格率。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于直拉法單晶中放肩與轉肩階段變爐壓的拉晶方法。通過在放肩至轉接階段逐步降低爐壓，從而等徑階段使用第四爐壓恒定拉晶，降低單晶氧含量，解決了現(xiàn)有技術中存在的上述問題。

2、為解決上述技術問題，本發(fā)明采用了以下方案：

3、一種基于直拉法單晶中放肩與轉肩階段變爐壓的拉晶方法，包括以下步驟：

4、步驟一：設定放肩階段的起始爐壓與熔接階段的調溫爐壓保持一致，為第一爐壓；

5、步驟二：所述放肩階段中放肩高度處于170mm～180mm時，轉換為第二爐壓進行拉晶，所述第二爐壓小于第一爐壓；

6、步驟三：轉肩階段的起始爐壓為第二爐壓，轉肩1min～5min，第二爐壓依次降至第三爐壓和第四爐壓；

7、步驟四：轉肩完成后以第四爐壓進行等徑階段和收尾階段。

8、進一步地，所述引晶階段、收肩階段和轉肩階段的晶轉為8rp/min，反轉；堝轉為4rp/min，正轉。

9、進一步地，所述引晶階段、放肩階段、轉肩階段和等徑階段的氬氣流量分別為110sl/min。

10、進一步地，所述放肩高度處于1mm～180mm，分別降溫0.5kw～2.0kw。

11、進一步地，所述放肩階段中的晶體直徑處于70mm～287mm，拉速為0.7mm/min～1.55mm/min。

12、進一步地，所述轉肩階段啟動晶體直徑為285mm～290mm時，轉肩1min，降至第三爐壓繼續(xù)轉肩5min后，此時爐壓降至為第四爐壓。

13、進一步地，所述等徑階段中，鍋轉的正轉轉速為：

14、等徑長度為1mm～150mm時，4rp/min；

15、等徑長度為150mm～300mm，堝轉為5rp/min；

16、等徑長度為300mm～500mm，堝轉為6rp/min。

17、進一步地，所述等徑長度處于0～3200mm時，等徑拉速分別為1.20～1.55mm/min。

18、進一步地，熔接階段中，氬氣流量為120sl/min，晶轉為8rp/min，反轉，堝轉為4rp/min，正轉；籽晶進行三步預熱：

19、籽晶的底端距離硅液面300mm時，預熱5min；

20、籽晶的底端距離硅液面100mm時，預熱2min～3min；

21、籽晶的底端距離硅液面10mm～20mm時，預熱1min。

22、對籽晶進行三步預熱的目的在于避免籽晶過度烘烤氧化。

23、進一步地，所述第一爐壓為1.5kpa；所述第二爐壓為1kpa；所述第三爐壓為0.8kpa；所述第四爐壓為0.6kpa。

24、本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明為一種基于直拉法單晶中放肩與轉肩階段變爐壓的拉晶方法，避免了現(xiàn)有技術低爐壓在調溫時，容易造成硅液面波動，影響熔接；氬氣被快速抽走造成籽晶無法被氬氣充分吹拂，產生氧化。本方法在熔接引晶階段使用較高的爐壓，可以減少籽晶發(fā)彩，易于控制引晶的溫度；放肩時也利于控制溫度的降低，讓晶體生長更穩(wěn)定，保證了單晶成活率；轉肩階段開始降低爐壓拉晶，即第二爐壓根據(jù)轉肩1min和5min依次降為第三爐壓和第四爐壓，在等徑階段進入前將拉晶過程的調溫引晶放肩階段產生的氧快速排出了爐內多余的氧，進一步降低了單晶頭部氧含量，提高的單晶品質。

技術特征：

1.一種基于直拉法單晶中放肩與轉肩階段變爐壓的拉晶方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于直拉法單晶中放肩與轉肩階段變爐壓的拉晶方法，其特征在于，引晶階段、收肩階段和轉肩階段的晶轉為8rp/min，反轉；堝轉為4rp/min，正轉。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種基于直拉法單晶中放肩與轉肩階段變爐壓的拉晶方法，其特征在于，所述引晶階段、放肩階段、轉肩階段和等徑階段的氬氣流量分別為110sl/min。

4.根據(jù)權利要求2所述的一種基于直拉法單晶中放肩與轉肩階段變爐壓的拉晶方法，其特征在于，所述放肩高度處于1mm～180mm，分別降溫0.5kw～2.0kw。

5.根據(jù)權利要求2所述的一種基于直拉法單晶中放肩與轉肩階段變爐壓的拉晶方法，其特征在于，所述放肩階段中的晶體直徑處于70mm～287mm，拉速為0.7mm/min～1.55mm/min。

6.根據(jù)權利要求2所述的一種基于直拉法單晶中放肩與轉肩階段變爐壓的拉晶方法，其特征在于，所述轉肩階段啟動晶體直徑為285mm～290mm時，轉肩1min，降至第三爐壓繼續(xù)轉肩5min后，此時爐壓降至為第四爐壓。

7.根據(jù)權利要求2所述的一種基于直拉法單晶中放肩與轉肩階段變爐壓的拉晶方法，其特征在于，所述等徑階段中，鍋轉的正轉轉速為：

8.根據(jù)權利要求7所述的一種基于直拉法單晶中放肩與轉肩階段變爐壓的拉晶方法，其特征在于，所述等徑長度處于0～3200mm時，等徑拉速分別為1.20～1.55mm/min。

9.根據(jù)權利要求7所述的一種基于直拉法單晶中放肩與轉肩階段變爐壓的拉晶方法，其特征在于，熔接階段中，氬氣流量為120sl/min，晶轉為8rp/min，反轉，堝轉為4rp/min，正轉；籽晶進行三步預熱：

10.根據(jù)權利要求7所述的一種基于直拉法單晶中放肩與轉肩階段變爐壓的拉晶方法，其特征在于，所述第一爐壓為1.5kpa；所述第二爐壓為1kpa；所述第三爐壓為0.8kpa；所述第四爐壓為0.6kpa。

技術總結
本發(fā)明公開了一種基于直拉法單晶中放肩與轉肩階段變爐壓的拉晶方法，包括以下步驟：步驟一：設定放肩階段的起始爐壓與熔接階段的調溫爐壓保持一致，為第一爐壓；步驟二：所述放肩階段中放肩高度處于170mm～180mm時，轉換為第二爐壓進行拉晶，所述第二爐壓小于第一爐壓；步驟三：轉肩階段的起始爐壓為第二爐壓，轉肩1min～5min，第二爐壓依次降至第三爐壓和第四爐壓；步驟四：轉肩完成后以第四爐壓進行等徑階段和收尾階段。本發(fā)明在放肩階段和轉肩階段進行爐壓依次降低，使用恒定爐壓進行等徑階段和收尾階段，進一步降低了單晶氧含量，提高的單晶品質。

技術研發(fā)人員：黃旭東,關樹軍,洪華,路建華
受保護的技術使用者：樂山市京運通半導體材料有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/5