CN103266348B - 快速节能单晶硅拉制停炉工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种单晶硅制备技术领域，尤其涉及一种快速节能单晶硅拉制停炉工艺，包括以下步骤：1）控制坩埚停止上升，将籽晶轴转速降低至1～3RPM，将坩埚轴转速降低至1～3RPM，将籽晶上升速度保持在1～3mm/min，控制加热系统的加热功率逐渐降低至零，2）等待15～18分钟，炉内熔体硅结晶后关闭真空球阀，充入氩气3～4分钟，当炉压升至375～385托时停止充入氩气，关停真空泵，关闭所有电控设备，3）等待42～45分钟，排出步骤2）中充入的氩气，再次充入氩气3～4分钟，当炉压升至675～685托时停止充入氩气，等待180～210分钟，待单晶硅冷却后拆炉将其取出，这种快速节能单晶硅拉制停炉工艺耗时短，消耗的高纯氩气较少，电能消耗也较少，节能降耗，降低了生产成本，提高了生产效率。

Description

快速节能单晶硅拉制停炉工艺
技术领域
本发明涉及一种单晶硅制备技术领域，尤其涉及一种快速节能单晶硅拉制停炉工艺。
背景技术
目前业内在单晶硅拉制结束的停炉阶段，为使炉内温度尽快下降到适合拆炉，普遍采用的是一种减压工艺，即停止加热后仍然连续向单晶炉膛充入等量的高纯氩气，同时真空泵不断地从炉膛内向外抽气，炉压保持在11～15托，由于这种停炉工艺不仅具有真空工艺的特点（炉膛内保持负压），还有流动气氛的特点（不断充气，不断排气），因此被业内长期使用，可是这种停炉工艺存在两大不足：
1）耗时较长，18寸热场停炉耗时约360分钟，20寸热场停炉耗时约420分钟。
2）因氩气、真空泵处于始终开启的状态，高纯氩气和电能消耗较大，造成生产成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决现有的单晶硅拉制停炉工艺耗时较长，高纯氩气和电能消耗较高，生产成本较高的问题，本发明提供了一种快速节能单晶硅拉制停炉工艺在炉内充入高纯氩气，升高炉压，增强炉内气体对流，使热量迅速的传递到炉壁，通过炉壁内的冷却水带走热量来解决上述问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种快速节能单晶硅拉制停炉工艺，包括以下步骤：
1）控制坩埚停止上升，将籽晶轴转速降低至1～3RPM，将坩埚轴转速降低至1～3RPM，将籽晶上升速度保持在1～3mm/min，控制加热系统的加热功率逐渐降低至零；
2）等待15～18分钟，炉内熔体硅结晶后关闭真空球阀，充入氩气3～4分钟，当炉压升至375～385托时停止充入氩气，关停真空泵，关闭所有电控设备；
3）等待42～45分钟，排出步骤2）中充入的氩气，再次充入氩气3～4分钟，当炉压升至675～685托时停止充入氩气，等待180～210分钟，待单晶硅冷却后拆炉将其取出。
这样分两次充入氩气，逐渐升高炉压直至常压状态，更加有利于炉内氩气对流，加快氩气分子与炉壁之间的热交换运动，使炉内热量更快传递至炉壁，从而及时被炉壁内的冷却水带走，达到快速降温的目的。
另外，氩气在炉过经过一段时间吸热后具有较高的热量，所以再次充入新鲜氩气前都需排出前一次充入的氩气，如果多次充换氩气不仅会浪费时间，而且会消耗过多氩气，本申请中采用两次充填，在保证充分降温的前提下，将时间和氩气的用量控制到最少，从而达到快速节能停炉的效果。
根据实际生产，一般的，所述步骤1）为：控制坩埚停止上升，将籽晶轴转速降低至2RPM，将坩埚轴转速降低至2RPM，将籽晶上升速度保持在2mm/min，控制加热系统的加热功率逐渐降低至零。
根据不同的热场，所述加热系统为18寸热场，所述步骤2～3）为：等待15分钟，炉内熔体硅结晶后关闭真空球阀，充入氩气3分钟，当炉压升至375托时停止充入氩气，关停真空泵，关闭所有电控设备，等待42分钟，排出步骤2）中充入的氩气，再次充入氩气3分钟，当炉压升至675托时停止充入氩气，等待180分钟，待单晶硅冷却后拆炉将其取出。
根据不同的热场，所述加热系统为20寸热场，所述步骤2～3）为：等待18分钟，炉内熔体硅结晶后关闭真空球阀，充入氩气4分钟，当炉压升至385托时停止充入氩气，关停真空泵，关闭所有电控设备，等待45分钟，排出步骤2）中充入的氩气，再次充入氩气4分钟，当炉压升至685托时停止充入氩气，等待210分钟，待单晶硅冷却后拆炉将其取出。
本发明的有益效果是，这种快速节能单晶硅拉制停炉工艺耗时短，消耗的高纯氩气较少，电能消耗也较少，节能降耗，降低了生产成本，提高了生产效率。
具体实施方式
本发明提供了一种快速节能单晶硅拉制停炉工艺，包括以下步骤：
实施例一：
18寸热场，
1）控制坩埚停止上升，将籽晶轴转速降低至2RPM，将坩埚轴转速降低至2RPM，将籽晶上升速度保持在2mm/min，控制加热系统的加热功率逐渐降低至零。
2）等待15分钟，炉内熔体硅结晶后关闭真空球阀，充入氩气3分钟，当炉压升至375托时停止充入氩气，关停真空泵，关闭所有电控设备。
3）等待42分钟，排出步骤2）中充入的氩气，再次充入氩气3分钟，当炉压升至675托时停止充入氩气，等待180分钟，待单晶硅冷却后拆炉将其取出。
实施例一与老工艺所用时间的对比如表1所示：
表1
实施例二：
20寸热场，
1）控制坩埚停止上升，将籽晶轴转速降低至2RPM，将坩埚轴转速降低至2RPM，将籽晶上升速度保持在2mm/min，控制加热系统的加热功率逐渐降低至零。
2）等待18分钟，炉内熔体硅结晶后关闭真空球阀，充入氩气4分钟，当炉压升至385托时停止充入氩气，关停真空泵，关闭所有电控设备。
3）等待45分钟，排出步骤2）中充入的氩气，再次充入氩气4分钟，当炉压升至685托时停止充入氩气，等待210分钟，待单晶硅冷却后拆炉将其取出。
实施例二与老工艺所用时间的对比如表2所示：
表2
这种快速节能单晶硅拉制停炉工艺通过充入一定量的高纯氩气，逐步升高炉压，增强炉内气体对流，使热量迅速的传递到炉壁，而炉壁内具有冷却水，热量很快被冷却水带走，这种散热的方式相比于现有的在保持高真空条件下不停的充排高纯氩气，通过氩气的流动将热量带出炉体外的散热方式，对电能和高纯氩气的消耗较低，而散热效率却有很大的提高，大大缩短了停炉时间。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种快速节能单晶硅拉制停炉工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）控制坩埚停止上升，将籽晶轴转速降低至1～3RPM，将坩埚轴转速降低至1～3RPM，将籽晶上升速度保持在1～3mm/min，控制加热系统的加热功率逐渐降低至零；
2）等待15～18分钟，炉内熔体硅结晶后关闭真空球阀，充入氩气3～4分钟，当炉压升至375～385托时停止充入氩气，关停真空泵，关闭所有电控设备；
3）等待42～45分钟，排出步骤2）中充入的氩气，再次充入氩气3～4分钟，当炉压升至675～685托时停止充入氩气，等待180～210分钟，待单晶硅冷却后拆炉将其取出。
2.如权利要求1所述的快速节能单晶硅拉制停炉工艺，其特征在于：所述步骤1）为：控制坩埚停止上升，将籽晶轴转速降低至2RPM，将坩埚轴转速降低至2RPM，将籽晶上升速度保持在2mm/min，控制加热系统的加热功率逐渐降低至零。
3.如权利要求1所述的快速节能单晶硅拉制停炉工艺，其特征在于：所述加热系统为18寸热场，所述步骤2～3）为：等待15分钟，炉内熔体硅结晶后关闭真空球阀，充入氩气3分钟，当炉压升至375托时停止充入氩气，关停真空泵，关闭所有电控设备，等待42分钟，排出步骤2）中充入的氩气，再次充入氩气3分钟，当炉压升至675托时停止充入氩气，等待180分钟，待单晶硅冷却后拆炉将其取出。
4.如权利要求1所述的快速节能单晶硅拉制停炉工艺，其特征在于：所述加热系统为20寸热场，所述步骤2～3）为：等待18分钟，炉内熔体硅结晶后关闭真空球阀，充入氩气4分钟，当炉压升至385托时停止充入氩气，关停真空泵，关闭所有电控设备，等待45分钟，排出步骤2）中充入的氩气，再次充入氩气4分钟，当炉压升至685托时停止充入氩气，等待210分钟，待单晶硅冷却后拆炉将其取出。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104005081A (zh) * 2014-05-28 2014-08-27 上海卡姆丹克太阳能科技有限公司 一种单晶炉的停炉冷却系统及工艺
CN104213188A (zh) * 2014-08-29 2014-12-17 江苏拜尔特光电设备有限公司 一种用于单晶炉的停炉冷却方法
CN104480528B (zh) * 2014-12-03 2017-02-01 宁波晶工晶体科技有限公司 一种泡生法蓝宝石长晶设备的自动氩气充填工艺
CN107587188A (zh) * 2017-08-31 2018-01-16 河南协鑫光伏科技有限公司 一种硅芯圆棒冷却方法
CN113741599B (zh) * 2021-09-26 2022-05-31 四川永祥新能源有限公司 一种还原炉停炉控制工艺及其系统和计算机可读存储介质
CN116200806B (zh) * 2023-05-04 2023-07-14 苏州晨晖智能设备有限公司 一种生产单晶硅的停炉方法及单晶炉
CN117702259A (zh) * 2024-02-06 2024-03-15 宁波合盛新材料有限公司 一种pvt炉快速降温的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1163867A (zh) * 1996-01-22 1997-11-05 Memc电子材料有限公司 恰克拉斯基法硅晶体生长系统的快速冷却
CN102978688A (zh) * 2012-11-16 2013-03-20 晶科能源有限公司 一种直拉单晶法的冷却工艺

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002201094A (ja) * 2000-12-28 2002-07-16 Shin Etsu Handotai Co Ltd シリコン単結晶の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1163867A (zh) * 1996-01-22 1997-11-05 Memc电子材料有限公司 恰克拉斯基法硅晶体生长系统的快速冷却
CN102978688A (zh) * 2012-11-16 2013-03-20 晶科能源有限公司 一种直拉单晶法的冷却工艺

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