一種籽晶的鋪設(shè)方法、準(zhǔn)單晶硅片及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種籽晶的鋪設(shè)方法，用于鑄造準(zhǔn)單晶硅片，包括以下步驟：提供坩堝，在所述坩堝底部鋪設(shè)目標(biāo)籽晶，相鄰兩個(gè)目標(biāo)籽晶之間留有縫隙，在所述縫隙中填充一個(gè)異向籽晶，所述目標(biāo)籽晶和所述異向籽晶緊密接觸鋪滿所述坩堝底部得到籽晶層；所述異向籽晶包括分別與相鄰兩個(gè)目標(biāo)籽晶側(cè)面接觸的第一側(cè)面和第二側(cè)面，所述第一側(cè)面和所述第二側(cè)面分別與相鄰目標(biāo)籽晶接觸的側(cè)面構(gòu)成的晶界類型一致，所述異向籽晶的生長(zhǎng)面相對(duì)于所述目標(biāo)籽晶的生長(zhǎng)面為高指數(shù)晶面。通過(guò)在相鄰兩個(gè)目標(biāo)籽晶之間的縫隙中填充異向籽晶，使位錯(cuò)以及位錯(cuò)的增殖優(yōu)先產(chǎn)生在異向籽晶中，從而減少目標(biāo)籽晶產(chǎn)生位錯(cuò)的幾率；解決了現(xiàn)有技術(shù)制得的準(zhǔn)單晶中位錯(cuò)較多的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】一種籽晶的鋪設(shè)方法、準(zhǔn)單晶硅片及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及一種籽晶的鋪設(shè)方法、準(zhǔn)單晶硅片及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前準(zhǔn)單晶的鑄造方法主要包括無(wú)籽晶引晶和有籽晶引晶法，有籽晶引晶法是先將單晶籽晶鋪設(shè)在石英坩堝底部，在熔化階段保持籽晶不完全熔化，在單晶籽晶上進(jìn)行引晶生長(zhǎng)從而得到準(zhǔn)單晶硅錠，在鋪設(shè)籽晶時(shí)一般會(huì)保證籽晶形核面的生長(zhǎng)晶向一致，但相鄰籽晶的側(cè)邊接觸面的晶向通常是隨機(jī)的，在引晶生長(zhǎng)過(guò)程中容易形成小角度晶界，小角度晶界不但在生長(zhǎng)過(guò)程中成為了位錯(cuò)源，造成生長(zhǎng)過(guò)程中位錯(cuò)的不斷增殖，而且金屬雜質(zhì)容易在小角度晶界處富集和沉淀誘發(fā)二次位錯(cuò)源，降低了準(zhǔn)單晶的晶體質(zhì)量和單晶收益率；即使籽晶之間形成了大角度晶界，由于相鄰籽晶側(cè)邊接觸面的晶向不一致，即籽晶側(cè)面法向的原子堆積密度不一致，生長(zhǎng)應(yīng)力對(duì)拼接縫兩側(cè)的側(cè)面法向產(chǎn)生的應(yīng)變是不同的，很容易造成在晶界上產(chǎn)生位錯(cuò)源，繼而在生長(zhǎng)過(guò)程中不斷增殖產(chǎn)生大量的位錯(cuò)，這也會(huì)降低單晶區(qū)域的晶體質(zhì)量。因此，如何減少準(zhǔn)單晶中位錯(cuò)成為目前研究的重點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明第一方面提供了一種籽晶的鋪設(shè)方法，通過(guò)在相鄰兩個(gè)目標(biāo)籽晶之間的縫隙中填充異向籽晶，使位錯(cuò)以及位錯(cuò)的增殖優(yōu)先產(chǎn)生在異向籽晶中，從而減少目標(biāo)桿晶廣生位錯(cuò)的幾率；解決了現(xiàn)有技術(shù)中準(zhǔn)單晶中位錯(cuò)較多的問(wèn)題；本發(fā)明還提供了一種準(zhǔn)單晶硅片及其制備方法，該制備方法制得的準(zhǔn)單晶硅片的晶體質(zhì)量較好。
[0004] 第一方面，本發(fā)明提供了一種籽晶的鋪設(shè)方法，用于鑄造準(zhǔn)單晶硅片，包括以下步驟:
[0005]提供坩堝，在所述坩堝底部鋪設(shè)目標(biāo)籽晶，相鄰兩個(gè)目標(biāo)籽晶之間留有縫隙，在所述縫隙中填充一個(gè)異向籽晶，所述目標(biāo)籽晶和所述異向籽晶緊密接觸鋪滿所述坩堝底部得到籽晶層；所述異向籽晶包括分別與相鄰兩個(gè)目標(biāo)籽晶側(cè)面接觸的第一側(cè)面和第二側(cè)面，所述第一側(cè)面和所述第二側(cè)面分別與相鄰目標(biāo)籽晶接觸的側(cè)面構(gòu)成的晶界類型一致，所述異向籽晶的生長(zhǎng)面相對(duì)于所述目標(biāo)籽晶的生長(zhǎng)面為高指數(shù)晶面。
[0006]本發(fā)明第一方面通過(guò)在相鄰兩個(gè)目標(biāo)籽晶之間的縫隙中填充異向籽晶，所述異向籽晶第一側(cè)面和第二側(cè)面與相鄰的目標(biāo)籽晶側(cè)面構(gòu)成的晶界類型相同，使得在生長(zhǎng)過(guò)程中異向籽晶兩端的晶界上承受的應(yīng)力狀態(tài)一致，同時(shí)由于異向籽晶在相同應(yīng)力條件下優(yōu)先產(chǎn)生晶格的滑移，降低目標(biāo)籽晶產(chǎn)生位錯(cuò)的幾率。所述異向籽晶的生長(zhǎng)面相對(duì)于目標(biāo)籽晶生長(zhǎng)面為高指數(shù)晶面，所述異向籽晶的生長(zhǎng)面的彈性模量較小，晶體滑移所需的臨界剪切應(yīng)力較小，在目標(biāo)籽晶引晶及后期生長(zhǎng)時(shí)位錯(cuò)優(yōu)先產(chǎn)生于目標(biāo)籽晶與異向籽晶構(gòu)成的晶界的異向籽晶的一側(cè)，抑制了位錯(cuò)的不斷增殖，從而達(dá)到應(yīng)力的釋放，減少了目標(biāo)籽晶的位錯(cuò)，最后得到的準(zhǔn)單晶硅片中位錯(cuò)較少，晶體質(zhì)量較好。
[0007]優(yōu)選地，所述異向籽晶的生長(zhǎng)面晶向?yàn)?111)、(112)、(221)、(210)或(310)，所述目標(biāo)籽晶的生長(zhǎng)面晶向?yàn)?100)。
[0008]優(yōu)選地，所述縫隙的寬度為5~10mm。
[0009]由于縫隙的寬度較小，所述異向籽晶的填充對(duì)以目標(biāo)籽晶長(zhǎng)晶得到的準(zhǔn)單晶的單晶收益率影響較小。
[0010]優(yōu)選地，所述目標(biāo)籽晶側(cè)面的晶向均相同。
[0011]優(yōu)選地，所述目標(biāo)籽晶為正方形或長(zhǎng)方形，所述目標(biāo)籽晶的四個(gè)側(cè)面晶向均相同。
[0012]優(yōu)選地，所述異向籽晶的第一側(cè)面和第二側(cè)面的晶向相同，所述異向籽晶的第一側(cè)面和第二側(cè)面的晶向與所述相鄰目標(biāo)籽晶接觸的側(cè)面晶向不一致。所述目標(biāo)籽晶和異向籽晶形成大角度晶界，這樣避免小角度晶界的形成。
[0013]優(yōu)選地，所述目標(biāo)籽晶和異向籽晶為單晶棒經(jīng)截?cái)嘀频谩?br> [0014]優(yōu)選地,所述籽晶層的厚度為2cm~4cm。
[0015]第二方面，本發(fā)明提供了一種準(zhǔn)單晶硅片的制備方法，包括以下步驟:
[0016](I)提供坩堝，在所述坩堝底部鋪設(shè)目標(biāo)籽晶，相鄰兩個(gè)目標(biāo)籽晶之間留有縫隙，在所述縫隙中填充一個(gè)異向籽晶，所述目標(biāo)籽晶和所述異向籽晶緊密接觸鋪滿所述坩堝底部得到籽晶層；所述異向籽晶包括分別與相鄰兩個(gè)目標(biāo)籽晶側(cè)面接觸的第一側(cè)面和第二側(cè)面，所述第一側(cè)面和所述第二側(cè)面分別與相鄰目標(biāo)籽晶接觸的側(cè)面構(gòu)成的晶界類型一致，所述異向籽晶的生長(zhǎng)面相對(duì)于所述目標(biāo)籽晶的生長(zhǎng)面為高指數(shù)晶面；
[0017](2)在所述籽晶層上填裝硅料和摻雜劑，加熱使所述坩堝內(nèi)硅料熔化形成硅熔體，調(diào)節(jié)熱場(chǎng)形成過(guò)冷狀態(tài)，使得所述硅熔體在所述籽晶層基礎(chǔ)上開(kāi)始長(zhǎng)晶，待全部硅熔體結(jié)晶完后，經(jīng)退火冷卻得到準(zhǔn)單晶硅錠；
[0018](3)將所述準(zhǔn)單晶硅錠依次經(jīng)過(guò)切片和清洗制備得到所述準(zhǔn)單晶硅片。
[0019]優(yōu)選地，所述異向籽晶的生長(zhǎng)面晶向?yàn)?11)、(112)、(221)、(210)或(310)，所述目標(biāo)籽晶的生長(zhǎng)面晶向?yàn)?100)。
[0020]優(yōu)選地，所述縫隙的寬度為5~10mm。
[0021 ] 優(yōu)選地，所述目標(biāo)籽晶的側(cè)面的晶向均相同。
[0022]優(yōu)選地，所述目標(biāo)籽晶為正方形或長(zhǎng)方形，所述目標(biāo)籽晶的四個(gè)側(cè)面的晶向均相同。
[0023]優(yōu)選地，所述異向籽晶的第一側(cè)面和第二側(cè)面的晶向相同，所述異向籽晶的第一側(cè)面和第二側(cè)面的晶向與相鄰目標(biāo)籽晶接觸的側(cè)面晶向不一致。
[0024]優(yōu)選地，所述籽晶層的厚度為2cm~4cm。
[0025]優(yōu)選地，步驟⑵根據(jù)硅料的電阻率添加摻雜劑以適應(yīng)不同準(zhǔn)單晶硅片的電性需求，所述摻雜劑為硼、磷或鎵。
[0026]優(yōu)選地，步驟(2)具體為:在所述籽晶層上填裝硅料和摻雜劑，加熱使所述坩堝內(nèi)硅料熔化形成硅熔體，當(dāng)所述硅熔體與未熔化的籽晶層所形成的固液界面剛好處在所述籽晶層或深入所述籽晶層時(shí)，調(diào)節(jié)熱場(chǎng)形成過(guò)冷狀態(tài)，使得所述硅熔體在所述籽晶層基礎(chǔ)上開(kāi)始長(zhǎng)晶，待全部硅熔體結(jié)晶完后，經(jīng)退火冷卻得到準(zhǔn)單晶硅錠。
[0027]本發(fā)明第二方面提供的一種準(zhǔn)單晶硅片的制備方法，通過(guò)在相鄰目標(biāo)籽晶之間的縫隙中填充異向籽晶，制得的準(zhǔn)單晶硅片的位錯(cuò)較少，晶體質(zhì)量較好。
[0028]第三方面，本發(fā)明還提供了一種準(zhǔn)單晶硅片，所述準(zhǔn)單晶硅片由第二方面提供的方法制備得到。
[0029]本發(fā)明第三方面提供的準(zhǔn)單晶硅片的單晶面積達(dá)到90%且位錯(cuò)較少，利用本實(shí)施準(zhǔn)單晶硅片制得的電池片轉(zhuǎn)換效率比普通的準(zhǔn)單晶硅片制得的電池片轉(zhuǎn)換效率提高0.2%以上。
[0030]實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，具有以下有益效果:
[0031]1、所述異向籽晶與相鄰的目標(biāo)籽晶構(gòu)成的晶界類型相同，使得在籽晶生長(zhǎng)過(guò)程中晶界上承受的應(yīng)力狀態(tài)一致，降低了目標(biāo)籽晶產(chǎn)生位錯(cuò)的幾率；
[0032]2、所述異向籽晶生長(zhǎng)面的彈性模量較小，晶體滑移所需的臨界剪切應(yīng)力較小，在引晶及后期生長(zhǎng)時(shí)位錯(cuò)優(yōu)先產(chǎn)生于目標(biāo)籽晶與異向籽晶構(gòu)成的晶界的異向籽晶的一側(cè)，抑制了位錯(cuò)的不斷增殖，減少了準(zhǔn)單晶硅片的位錯(cuò)，提高了準(zhǔn)單晶硅片的晶體質(zhì)量和單晶收益率；
[0033]3、利用本實(shí)施準(zhǔn)單晶硅片制得的電池片轉(zhuǎn)換效率比普通的準(zhǔn)單晶硅片制得的電池片轉(zhuǎn)換效率提高0.2%以上。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0034]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施方式中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0035]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1制備準(zhǔn)單晶硅片時(shí)籽晶的鋪設(shè)過(guò)程圖；
[0036]圖2是現(xiàn)有技術(shù)準(zhǔn)單晶生長(zhǎng)不意圖；
[0037]圖3是本發(fā)明實(shí)施例2的準(zhǔn)單晶生長(zhǎng)示意圖；
[0038]圖4為實(shí)施例2制得的準(zhǔn)單晶硅錠的外觀圖(a)和少子壽命圖(b)；
[0039]圖5為實(shí)施例2制得的準(zhǔn)單晶硅片的外觀圖(C)和光致發(fā)光(PL)測(cè)試圖(d)。

【具體實(shí)施方式】
[0040]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施方式中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0041]實(shí)施例1
[0042]一種籽晶的鋪設(shè)方法，用于鑄造準(zhǔn)單晶硅片，包括以下步驟:
[0043]提供坩堝，選擇生長(zhǎng)面晶向?yàn)?100)、側(cè)面晶向?yàn)?110)的方形籽晶為目標(biāo)籽晶11，將25塊截面尺寸為156mm*156mm、厚度為20mm的目標(biāo)籽晶11按5X5的方式平鋪在坩堝底部，相鄰目標(biāo)籽晶之間留有縫隙，在縫隙中在填充一塊厚度為20mm、截面尺寸為156mm*1mm的異向籽晶21或截面尺寸為176mm*10mm的異向籽晶22，異向籽晶的生長(zhǎng)面晶向?yàn)?310)、側(cè)面晶向?yàn)?100)，目標(biāo)籽晶和異向籽晶間緊密接觸鋪滿坩堝底部，得到籽晶層，桿晶層的厚度為2cm ；
[0044]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1籽晶的鋪設(shè)過(guò)程圖；從圖中可以看出，異向籽晶和目標(biāo)籽晶緊密接觸鋪滿坩堝底部，得到籽晶層。
[0045]實(shí)施例2
[0046]—種準(zhǔn)單晶硅片的制備方法，包括以下操作步驟:
[0047](I)提供坩堝，選擇生長(zhǎng)面晶向?yàn)?100)、側(cè)面晶向?yàn)?110)的方形籽晶為目標(biāo)籽晶，將25塊截面尺寸為156mm*156mm、厚度為20mm的目標(biāo)籽晶11按5X5的方式平鋪在坩堝底部，相鄰目標(biāo)籽晶之間留有縫隙，在縫隙中在填充一塊厚度為20mm、截面尺寸為156mm*1mm的異向籽晶21或截面尺寸為176mm*10mm的異向籽晶22，異向籽晶的生長(zhǎng)面晶向?yàn)?310)、側(cè)面晶向?yàn)?100)，目標(biāo)籽晶和異向籽晶間緊密接觸鋪滿坩堝底部，得到籽晶層，籽晶層的厚度為2cm，異向籽晶的側(cè)面晶向和目標(biāo)籽晶的側(cè)面晶向不一致；
[0048](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低于籽晶的熔點(diǎn)，使得籽晶層不被完全融化；當(dāng)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(shí)，調(diào)節(jié)熱場(chǎng)形成過(guò)冷狀態(tài)，使得硅熔體在所述籽晶層基礎(chǔ)上開(kāi)始長(zhǎng)晶，待全部硅熔體結(jié)晶完后，經(jīng)退火冷卻得到準(zhǔn)單晶硅錠；
[0049](3)將準(zhǔn)單晶硅錠依次經(jīng)過(guò)切片和清洗制備得到準(zhǔn)單晶硅片。
[0050]本實(shí)施例得到的準(zhǔn)單晶硅錠的主要晶向?yàn)?100)方向，相鄰的(100)目標(biāo)籽晶間包含有少量的(310)方向的晶粒。
[0051]本實(shí)施例制得的準(zhǔn)單晶硅片的(100)晶向的面積達(dá)到90%且位錯(cuò)較少，位錯(cuò)主要集中在(310)晶向的晶粒中，利用本實(shí)施準(zhǔn)單晶硅片制得的電池片轉(zhuǎn)換效率比普通的準(zhǔn)單晶娃片制得的電池片轉(zhuǎn)換效率提聞0.2%以上。
[0052]圖2是現(xiàn)有技術(shù)準(zhǔn)單晶生長(zhǎng)示意圖，從圖2中可以看出，將籽晶I鋪設(shè)在石英坩堝底部，籽晶的拼接面處產(chǎn)生了位錯(cuò)源，在引晶生長(zhǎng)過(guò)程中，位錯(cuò)(圖中的深色區(qū)域)不斷增殖，大大降低了準(zhǔn)單晶的晶體質(zhì)量和單晶收益率。這是由于現(xiàn)有技術(shù)相鄰籽晶的側(cè)面的晶向是隨機(jī)，在引晶生長(zhǎng)過(guò)程中容易形成小角度晶界，小角度晶界不但在生長(zhǎng)過(guò)程中成為了位錯(cuò)源，造成生長(zhǎng)過(guò)程中位錯(cuò)的不斷增殖，而且金屬雜質(zhì)容易在小角度晶界處富集和沉淀誘發(fā)二次位錯(cuò)源，降低了準(zhǔn)單晶的晶體質(zhì)量和單晶收益率。
[0053]圖3是本發(fā)明實(shí)施例2的準(zhǔn)單晶生長(zhǎng)示意圖，圖中“ 11”代表目標(biāo)籽晶，“ 21”代表異向籽晶，從圖3中可以看出，在相鄰兩個(gè)目標(biāo)籽晶之間留有縫隙，在縫隙中填充異向籽晶，異向籽晶第一側(cè)面和第二側(cè)面與相鄰的目標(biāo)籽晶構(gòu)成的晶界類型相同均為大角度晶界，使得在生長(zhǎng)過(guò)程中異向籽晶兩端的晶界上承受的應(yīng)力狀態(tài)一致，不容易在晶界上產(chǎn)生位錯(cuò)源，在引晶生長(zhǎng)過(guò)程中，位錯(cuò)(圖中的深色區(qū)域)優(yōu)先產(chǎn)生于目標(biāo)籽晶與異向籽晶構(gòu)成的晶界的異向籽晶的一側(cè)，異向籽晶的寬度較小，位錯(cuò)主要集中在異向籽晶內(nèi)，且位錯(cuò)不會(huì)增殖，減少了目標(biāo)籽晶的位錯(cuò)，最后得到的準(zhǔn)單晶硅錠位錯(cuò)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于現(xiàn)有技術(shù)得到的準(zhǔn)單晶硅錠，顯著提高了準(zhǔn)單晶的晶體質(zhì)量和單晶收益率。同時(shí)，異向籽晶的寬度較小，對(duì)準(zhǔn)單晶的單晶收益率影響較小。
[0054]圖4為實(shí)施例2制得的準(zhǔn)單晶硅錠外觀圖(a)和少子壽命圖(b)，圖4a中圖片上方為準(zhǔn)單晶硅錠的頭部，圖片下方為準(zhǔn)單晶硅錠的尾部，可以看出，準(zhǔn)單晶硅錠上顏色較深的區(qū)域(黑色圓框處)為異向籽晶引晶生長(zhǎng)得到的區(qū)域，顏色較淺的區(qū)域(黑色圓框右側(cè)的區(qū)域)為目標(biāo)籽晶引晶生長(zhǎng)得到的區(qū)域，少子壽命圖可以反映晶體內(nèi)部晶界、位錯(cuò)及金屬雜質(zhì)情況，圖4b中準(zhǔn)單晶硅錠異向籽晶引晶生長(zhǎng)的區(qū)域(白色圓框處)少子壽命較低，而目標(biāo)籽晶生長(zhǎng)的晶體少子壽命較高，說(shuō)明本實(shí)施例得到的準(zhǔn)單晶硅錠位錯(cuò)少，晶體質(zhì)量較好。
[0055]圖5為實(shí)施例2制得的準(zhǔn)單晶硅片的外觀圖(C)和光致發(fā)光(PL)測(cè)試圖(d)，圖5c中黑色圓框處為異向籽晶長(zhǎng)晶形成的區(qū)域，黑色圓框右側(cè)的區(qū)域?yàn)槟繕?biāo)籽晶長(zhǎng)晶形成的區(qū)域，本實(shí)施例制備的準(zhǔn)單晶硅片的單晶比例大于90%，圖5d中黑色橢圓框處為異向籽晶引晶生長(zhǎng)后形成的區(qū)域，黑色圓框右側(cè)的區(qū)域?yàn)槟繕?biāo)籽晶長(zhǎng)晶形成的區(qū)域，異向籽晶引晶生長(zhǎng)后形成的區(qū)域位錯(cuò)密度較高，而目標(biāo)籽晶引晶生長(zhǎng)后得到的區(qū)域上位錯(cuò)較少。
[0056]綜上，本發(fā)明在相鄰目標(biāo)籽晶之間的縫隙中填充異向籽晶，異向籽晶和所述目標(biāo)籽晶構(gòu)成了大角度晶界，避免小角度晶界的形成；同時(shí)，所述異向籽晶的晶體滑移所需的臨界剪切應(yīng)力較小，在目標(biāo)籽晶引晶及后期生長(zhǎng)時(shí)位錯(cuò)優(yōu)先產(chǎn)生于目標(biāo)籽晶與異向籽晶構(gòu)成的晶界的異向籽晶的一側(cè)，從而達(dá)到應(yīng)力的釋放，減少了目標(biāo)籽晶的位錯(cuò)，顯著提高了準(zhǔn)單晶的晶體質(zhì)量和單晶收益率。
[0057]實(shí)施例3
[0058]一種準(zhǔn)單晶硅片的制備方法，包括以下操作步驟:
[0059](I)提供坩堝，選擇生長(zhǎng)面晶向?yàn)?100)、側(cè)面晶向?yàn)?210)的方形籽晶為目標(biāo)籽晶，將25塊截面尺寸為156mm*156mm、厚度為20mm的目標(biāo)籽晶按5X5的方式平鋪在坩堝底部，相鄰目標(biāo)籽晶之間留有縫隙，在縫隙中在填充一塊厚度為20mm、截面尺寸為156mm*1mm的異向籽晶或截面尺寸為176mm*10mm的異向籽晶，異向籽晶的生長(zhǎng)面晶向?yàn)?221)、側(cè)面晶向?yàn)?110)，目標(biāo)籽晶和異向籽晶間緊密接觸鋪滿坩堝底部，得到籽晶層；籽晶層的厚度為4cm，異向籽晶的側(cè)面晶向和目標(biāo)籽晶的側(cè)面晶向不一致；
[0060](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低于籽晶的熔點(diǎn)，使得籽晶層不被完全融化；當(dāng)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(shí)，調(diào)節(jié)熱場(chǎng)形成過(guò)冷狀態(tài)，使得硅熔體在所述籽晶層基礎(chǔ)上開(kāi)始長(zhǎng)晶，待全部硅熔體結(jié)晶完后，經(jīng)退火冷卻得到準(zhǔn)單晶硅錠；
[0061](3)將準(zhǔn)單晶硅錠依次經(jīng)過(guò)切片和清洗制備得到準(zhǔn)單晶硅片。
[0062]本實(shí)施例得到的準(zhǔn)單晶硅錠的主要晶向?yàn)?100)方向，相鄰的(100)晶粒間包含有少量的(221)方向的晶粒。
[0063]本實(shí)施例制得的準(zhǔn)單晶硅片的(100)晶向的面積達(dá)到90%且位錯(cuò)較少，位錯(cuò)主要集中在(221)晶向的晶粒中，利用本實(shí)施準(zhǔn)單晶硅片制得的電池片轉(zhuǎn)換效率比普通的準(zhǔn)單晶娃片制得的電池片轉(zhuǎn)換效率提聞0.2%以上。
[0064]實(shí)施例4
[0065]一種準(zhǔn)單晶硅片的制備方法，包括以下操作步驟:
[0066](I)提供坩堝，選擇生長(zhǎng)面晶向?yàn)?100)、側(cè)面晶向?yàn)?110)的方形籽晶為目標(biāo)籽晶，將25塊截面尺寸為156mm*156mm、厚度為20mm的目標(biāo)籽晶按5X5的方式平鋪在坩堝底部，相鄰目標(biāo)籽晶之間留有縫隙，在縫隙中在填充一塊厚度為20mm、截面尺寸為156mm*1mm的異向籽晶或截面尺寸為176mm*10mm的異向籽晶，異向籽晶的生長(zhǎng)面晶向?yàn)?br> (111)、側(cè)面晶向?yàn)?112)，目標(biāo)籽晶和異向籽晶間緊密接觸鋪滿坩堝底部，得到籽晶層，籽晶層的厚度為4cm，異向籽晶的側(cè)面晶向和目標(biāo)籽晶的側(cè)面晶向不一致；
[0067](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低于籽晶的熔點(diǎn)，使得籽晶層不被完全融化；當(dāng)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(shí)，調(diào)節(jié)熱場(chǎng)形成過(guò)冷狀態(tài)，使得硅熔體在所述籽晶層基礎(chǔ)上開(kāi)始長(zhǎng)晶，待全部硅熔體結(jié)晶完后，經(jīng)退火冷卻得到準(zhǔn)單晶硅錠；
[0068](3)將準(zhǔn)單晶硅錠依次經(jīng)過(guò)切片和清洗制備得到準(zhǔn)單晶硅片。
[0069]本實(shí)施例得到的準(zhǔn)單晶硅錠的主要晶向?yàn)?100)方向，相鄰的(100)目標(biāo)籽晶間包含有少量的(111)方向的晶粒。
[0070]本實(shí)施例制得的準(zhǔn)單晶硅片的(100)晶向的面積達(dá)到90%且位錯(cuò)較少，位錯(cuò)主要集中在(111)晶向的晶粒中，利用本實(shí)施準(zhǔn)單晶硅片制得的電池片轉(zhuǎn)換效率比普通的準(zhǔn)單晶娃片制得的電池片轉(zhuǎn)換效率提聞0.2%以上。
[0071] 以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種籽晶的鋪設(shè)方法，用于鑄造準(zhǔn)單晶硅片，其特征在于，包括以下步驟: 提供坩堝，在所述坩堝底部鋪設(shè)目標(biāo)籽晶，相鄰兩個(gè)目標(biāo)籽晶之間留有縫隙，在所述縫隙中填充一個(gè)異向籽晶，所述目標(biāo)籽晶和所述異向籽晶緊密接觸鋪滿所述坩堝底部得到籽晶層；所述異向籽晶包括分別與相鄰兩個(gè)目標(biāo)籽晶側(cè)面接觸的第一側(cè)面和第二側(cè)面，所述第一側(cè)面和所述第二側(cè)面分別與相鄰目標(biāo)籽晶接觸的側(cè)面構(gòu)成的晶界類型一致，所述異向籽晶的生長(zhǎng)面相對(duì)于所述目標(biāo)籽晶的生長(zhǎng)面為高指數(shù)晶面。
2.如權(quán)利要求1所述的籽晶的鋪設(shè)方法，其特征在于，所述異向籽晶的生長(zhǎng)面晶向?yàn)?111)、(112)、(221)、(210)或(310)，所述目標(biāo)籽晶的生長(zhǎng)面晶向?yàn)?100)。
3.如權(quán)利要求1所述的籽晶的鋪設(shè)方法，其特征在于，所述縫隙的寬度為5~10mm。
4.如權(quán)利要求1所述的籽晶的鋪設(shè)方法，其特征在于，所述目標(biāo)籽晶側(cè)面的晶向均相同。
5.如權(quán)利要求1所述的籽晶的鋪設(shè)方法，其特征在于，所述異向籽晶的第一側(cè)面和第二側(cè)面的晶向相同，所述異向籽晶的第一側(cè)面和第二側(cè)面的晶向與相鄰目標(biāo)籽晶接觸的側(cè)面晶向不一致。
6.如權(quán)利要求1所述的籽晶的鋪設(shè)方法，其特征在于，所述籽晶層的厚度為2cm~4cm。
7.—種準(zhǔn)單晶硅片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)提供坩堝，在所述坩堝底部鋪設(shè)目標(biāo)籽晶，相鄰兩個(gè)目標(biāo)籽晶之間留有縫隙，在所述縫隙中填充一個(gè)異向籽晶，所述目標(biāo)籽晶和所述異向籽晶緊密接觸鋪滿所述坩堝底部得到籽晶層；所述異向籽晶包括分別與相鄰兩個(gè)目標(biāo)籽晶側(cè)面接觸的第一側(cè)面和第二側(cè)面，所述第一側(cè)面和所述第二側(cè)面分別與相鄰目標(biāo)籽晶接觸的側(cè)面構(gòu)成的晶界類型一致，所述異向籽晶的生長(zhǎng)面相對(duì)于所述目標(biāo)籽晶的生長(zhǎng)面為高指數(shù)晶面； (2)在所述籽晶層上填裝硅料和摻雜劑，加熱使所述坩堝內(nèi)硅料熔化形成硅熔體，調(diào)節(jié)熱場(chǎng)形成過(guò)冷狀態(tài)，使得所述硅熔體在所述籽晶層基礎(chǔ)上開(kāi)始長(zhǎng)晶，待全部硅熔體結(jié)晶完后，經(jīng)退火冷卻得到準(zhǔn)單晶硅錠； (3)將所述準(zhǔn)單晶硅錠依次經(jīng)過(guò)切片和清洗制備得到所述準(zhǔn)單晶硅片。
8.如權(quán)利要求7所述的準(zhǔn)單晶硅片的制備方法，其特征在于，所述異向籽晶的生長(zhǎng)面晶向?yàn)?11)、(112)、(221)、(210)或(310)，所述目標(biāo)籽晶的生長(zhǎng)面晶向?yàn)?100)。
9.如權(quán)利要求7所述的準(zhǔn)單晶硅片的制備方法，其特征在于，所述摻雜劑為硼、磷或 鎵。
10.一種準(zhǔn)單晶硅片，其特征在于，所述準(zhǔn)單晶硅片為按照權(quán)利要求7~9任一項(xiàng)所述的制備方法制得。
【文檔編號(hào)】C30B11/14GK104131332SQ201410383805
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】雷琦, 胡動(dòng)力, 何亮, 陳紅榮 申請(qǐng)人:江西賽維Ldk太陽(yáng)能高科技有限公司