晶的生長面的晶向為[001]、『00?1正反面交替。
[0079] 本實施例中,生長晶向為[001]的籽晶經(jīng)過圖5所示的180°翻轉(zhuǎn)后,變?yōu)閇00了], 即相鄰兩個籽晶的生長面的晶向相反,而翻轉(zhuǎn)前后相鄰兩個籽晶接觸的側(cè)面晶向?qū)儆谕?晶向族,籽晶側(cè)面法向的原子堆積密度相同,在引晶過程中,由于硅晶體的彈性模量各相同 性,生長應(yīng)力對拼接縫兩側(cè)的籽晶的側(cè)面法向產(chǎn)生的應(yīng)變是相同的,不會在特殊晶界處產(chǎn) 生位錯源,顯著提高了硅晶體的質(zhì)量。
[0080] 實施例2
[0081] 一種籽晶的鋪設(shè)方法,用于準單晶的鑄造,包括以下步驟:
[0082] 選擇生長面晶向為〈100>、側(cè)面晶向為〈110>的正方形籽晶作為目標生長籽晶,編 號方式如圖1所示,其中,所述籽晶來源于同一根單晶棒,籽晶的厚度為20mm,將25塊截面 尺寸為156mm*156mm的該籽晶按5X5的方式平鋪在坩堝底部,籽晶的生長面晶向同為正面 的[001],然后將相鄰籽晶中的一個籽晶旋轉(zhuǎn)90°,此時相鄰兩個籽晶的接觸側(cè)面的晶向 屬于同一晶向族的其他晶向,且相鄰兩個籽晶的接觸側(cè)面構(gòu)成重合位置點陣的晶界;所述 籽晶緊密接觸鋪滿坩堝底部形成籽晶層。
[0083] 本發(fā)明實施例中,所述旋轉(zhuǎn)方式不限,可為順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)90°,只要保證相 鄰籽晶的生長面同為正面[001]即可。
[0084] 具體的鋪設(shè)過程如下:
[0085] 圖7是本發(fā)明實施例2相鄰籽晶的鋪設(shè)示意圖,圖4中所述正面是指籽晶的生長 面晶向為[001]。選取一所述籽晶的側(cè)面3作為參考,然后將相鄰籽晶中的一個籽晶旋轉(zhuǎn) 90°,此種鋪設(shè)方式下,當一籽晶的側(cè)面編號為正面的1時,與之拼接的相鄰籽晶的側(cè)面編 號須為正面的2或4,當一籽晶的側(cè)面編號為正面的2時,與之拼接的相鄰籽晶的側(cè)面編號 須為正面的1或3,當一籽晶的側(cè)面編號為正面的3時,相鄰籽晶的側(cè)面編號須為正面的2 或4,當一籽晶的側(cè)面編號為正面的4時,相鄰籽晶的側(cè)面編號須為正面的1或3 ;圖8為本 發(fā)明實施例2籽晶的鋪設(shè)結(jié)果圖,相鄰籽晶的生長面的晶向均為正面[001],相鄰籽晶是同 為正面鋪設(shè)。
[0086] 本實施例選擇生長面晶向為[001]、側(cè)面晶向為〈110>的正方形籽晶平鋪在坩堝 底部,并將相鄰籽晶中的一個籽晶旋轉(zhuǎn)90°,此時相鄰兩個籽晶的生長面晶向仍相同,同為 正面[001],接觸側(cè)面的晶向?qū)儆谕痪孀宓牟煌蛑笖?shù),相鄰籽晶在拼接縫處生長出 來的晶體原子在空間結(jié)構(gòu)上都無法一致,從而將相鄰籽晶鋪設(shè)能夠形成特殊晶界。
[0087] 實施例3
[0088] 一種籽晶的鋪設(shè)方法,用于準單晶的鑄造,包括以下步驟:
[0089] 選擇生長面晶向為丨00丨]、側(cè)面晶向為〈110>的正方形籽晶作為目標生長籽晶,編 號方式如圖1所示,其中,所述籽晶來源于同一根單晶棒,籽晶的厚度為20mm,將25塊截面 尺寸為156mm*156mm的該籽晶按5X5的方式平鋪在坩堝底部,籽晶的生長面晶向均為反面 的[OOiL然后將相鄰籽晶中的一個籽晶旋轉(zhuǎn)90° (此時相鄰籽晶同為反面鋪設(shè)),此時相 鄰兩個籽晶的接觸側(cè)面的晶向?qū)儆谕痪孀宓牟煌蛑笖?shù),且相鄰兩個籽晶的接觸側(cè) 面構(gòu)成重合位置點陣的晶界(即特殊晶界);所述籽晶緊密接觸鋪滿坩堝底部形成籽晶層。
[0090] 本發(fā)明實施例中,所述旋轉(zhuǎn)方式不限,可為順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)90°,只要保證相 鄰籽晶的生長面同為反面,即fooT]。
[0091] 具體的鋪設(shè)過程如下:
[0092] 圖9是本發(fā)明實施例3相鄰籽晶的鋪設(shè)示意圖,圖9中所述反面是指籽晶的生長 面晶向為[00?]。選取一所述籽晶的側(cè)面3作為參考,籽晶的生長面晶向均為反面的f〇〇l], 然后將相鄰籽晶中的一個籽晶旋轉(zhuǎn)90°,此種鋪設(shè)方式下,當一籽晶的側(cè)面編號為正面的 1時,與之拼接的相鄰籽晶的側(cè)面編號須為正面的2或4,當一籽晶的側(cè)面編號為正面的2 時,與之拼接的相鄰籽晶的側(cè)面編號須為正面的1或3,當一籽晶的側(cè)面編號為正面的3時, 相鄰籽晶的側(cè)面編號須為正面的2或4,當一籽晶的側(cè)面編號為正面的4時,相鄰籽晶的側(cè) 面編號須為正面的1或3 ;圖10為本發(fā)明實施例3籽晶的鋪設(shè)結(jié)果圖,相鄰籽晶的生長面 的晶向均為反面[00?],相鄰籽晶是同為反面鋪設(shè)。
[0093] 本實施例選擇生長面晶向為[00丨]、側(cè)面晶向為〈110>的正方形籽晶平鋪在坩堝底 部,然后將相鄰籽晶中的一個籽晶旋轉(zhuǎn)90°,此時相鄰兩個籽晶的生長面晶向仍然相同,同 為?〇〇η,相鄰籽晶在拼接縫處生長出來的晶體原子在空間結(jié)構(gòu)上都無法一致,從而將相鄰 籽晶鋪設(shè)能夠形成特殊晶界。
[0094] 實施例4
[0095] 一種籽晶的鋪設(shè)方法,用于準單晶的鑄造,包括以下步驟:
[0096] 選擇生長面晶向為〈100>、側(cè)面晶向為〈100>的正方形籽晶作為目標生長籽晶,其 中,所述籽晶來源于同一根單晶棒,籽晶的厚度為20mm,將25塊截面尺寸為156mm*156mm的 該籽晶按5X5的方式平鋪在坩堝底部,籽晶的生長面晶向均為正面[001],然后將相鄰籽 晶的生長面的晶向按正反面交替拼接,此時相鄰兩個籽晶的接觸側(cè)面晶向一致,且使相鄰 兩個籽晶的接觸側(cè)面構(gòu)成特殊晶界;籽晶緊密接觸鋪滿坩堝底部形成籽晶層。
[0097] 對生長面晶向仍為〈100>、側(cè)面晶向為〈100>晶面族的的籽晶,其制備流程圖基 本同圖1所述,只是開方的側(cè)面晶向不同,所述正方形籽晶的四個側(cè)面晶向分別為[100]、
[010]、[?00]和[0?0],且分別對應(yīng)于編號為1、2、3和4的側(cè)面。
[0098] 本實施例中,相鄰籽晶的生長面的晶向按正反面交替拼接的方式不限。選取一 所述籽晶的側(cè)面3作為參考,將相鄰籽晶中的一個籽晶繞所述籽晶接觸側(cè)面的法向翻轉(zhuǎn) 180° (前后翻轉(zhuǎn),可參見附圖5a)或繞將相鄰籽晶中的一個籽晶繞與所述籽晶接觸側(cè)面的 法向垂直的方向翻轉(zhuǎn)180° (左右翻轉(zhuǎn),可參見附圖5b),或者在所述前后翻轉(zhuǎn)或左右翻轉(zhuǎn) 180°后,再旋轉(zhuǎn)90°,所述旋轉(zhuǎn)方式不限,可為順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)90°,只要最終保證 相鄰籽晶按正反面交替拼接即可。當一籽晶的側(cè)面編號為正面的1時,與之拼接的相鄰籽 晶的側(cè)面編號可以為反面的1、2、3或4。
[0099] 本實施例4的籽晶的鋪設(shè)結(jié)果圖和本發(fā)明實施例1 (圖6)的一樣,即相鄰籽晶的 生長面的晶向為正反面交替,只是在進行正反面拼接時,生長面為正面的籽晶的側(cè)面1可 與生長面為反面的籽晶的側(cè)面1、2、3、4自由搭配。這是由于側(cè)面晶向為非〈110>晶向族時, 只要將相鄰籽晶進行正反面交替的鋪設(shè)(不論是翻轉(zhuǎn)后旋轉(zhuǎn)90°還是翻轉(zhuǎn)后旋轉(zhuǎn)0° ),相 鄰籽晶在拼接縫處生長出來的晶體原子在空間結(jié)構(gòu)上都無法一致,從而將相鄰籽晶鋪設(shè)能 夠形成特殊晶界。
[0100] 本實施例選擇生長面晶向為〈100>、側(cè)面晶向為〈100>的正方形籽晶平鋪在坩堝 底部,相鄰籽晶經(jīng)方式不限的正反面交替拼接,拼接后,相鄰兩個籽晶的生長面的方向相 反,但接觸側(cè)面的晶向?qū)儆谕痪孀宓牟煌蛑笖?shù),相鄰籽晶在拼接縫處生長出來的 晶體原子在空間結(jié)構(gòu)上都無法一致,從而將相鄰籽晶鋪設(shè)能夠形成特殊晶界。
[0101] 值得注意的是,對本實施例4所用的籽晶,但采用如圖8或圖10所示的同為正面 鋪設(shè)或同為反面鋪設(shè)時,相鄰籽晶在拼接縫處的原子的空間排列一致,所以相鄰籽晶形成 不了特殊晶界,而是形成隨機的大角度晶界或小角度晶界,在引晶過程中容易在籽晶的拼 接縫處產(chǎn)生位錯等缺陷。
[0102] 實施例5
[0103] 一種準單晶硅片的制備方法,包括以下操作步驟:
[0104] (1)按照實施例1的籽晶鋪設(shè)方法在坩堝底部鋪設(shè)籽晶得到籽晶層,籽晶層的厚 度為20mm ;
[0105] (2)在籽晶層上填裝硅料和摻雜劑硼,加熱使坩堝內(nèi)硅料熔化形成硅熔體,并控制 坩堝底部溫度在1300-1420 °C之間,低于籽晶的熔點,使得硅料從上往下進行熔化硅料,利 用石英棒進行探測是否到達籽晶的位置,使得籽晶層不被完全熔化;當硅熔體與未熔化的 籽晶層所形成的固液界面剛好處在籽晶層或深入籽晶層時,調(diào)節(jié)熱場形成過冷狀態(tài),使得 硅熔體在所述籽晶層基礎(chǔ)上開始長晶,待全部硅熔體結(jié)晶完后,經(jīng)退火冷卻得到準單晶硅 錠;
[0106] (3)將準單晶硅錠依次經(jīng)過切片和清洗制備得到準單晶硅片。
[0107] 對所得