CN105088341A - 一种镓掺杂晶硅的制作方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种镓掺杂晶硅的制作方法，包括：确定晶硅的目标电阻率；计算所需的镓原子数量；选择含镓化合物的种类；计算所需的所述含镓化合物的重量；将所述所需的含镓化合物进行装料；生长镓掺杂晶硅。本申请提供的上述镓掺杂晶硅的制作方法，由于利用含镓化合物制作镓掺杂晶硅，这类含镓化合物常温下为固态，便于储存和使用，而且单位质量的镓含量稳定，因此能够保证镓的掺杂更准确，保证对晶硅电阻率的准确控制。

Description

一种镓掺杂晶硅的制作方法

技术领域

本发明涉及光伏技术领域，特别是涉及一种镓掺杂晶硅的制作方法。

背景技术

在太阳能P型晶硅的生产工艺中，由于使用硼作为掺杂剂时，会在光照作用下形成硼氧复合体而产生光衰现象，影响产品的使用性能，因此目前使用镓替代了硼作为P型掺杂剂，可以避免硼氧复合体的存在，从而避免光衰问题。

现有技术中，在拉晶或铸锭的镓掺杂工艺中，装料时，需要将一定量的镓单质或镓母合金(硅的镓重掺杂)放入坩埚中，其中镓单质在超过25℃时为液态，对称量的准确性有一定影响，而由于镓的分凝系数低达0.008，因此制备的镓母合金的电阻率分布很宽，导致镓母合金中的镓含量也不容易控制，可见利用这两种掺杂剂，都容易造成电阻率掺杂不准确。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种镓掺杂晶硅的制作方法，能够保证镓的掺杂更准确，保证对于晶硅电阻率的准确控制。

本发明提供的镓掺杂晶硅的制作方法，包括：

确定晶硅的目标电阻率；

计算所需的镓原子数量；

选择含镓化合物的种类；

计算所需的所述含镓化合物的重量；

将所述所需的含镓化合物进行装料；

生长镓掺杂晶硅。

优选的，在上述镓掺杂晶硅的制作方法中，所述选择含镓化合物的种类包括：选择三氧化二镓、氢氧化镓或镓盐。

优选的，在上述镓掺杂晶硅的制作方法中，根据所述含镓化合物的摩尔质量和所述所需的镓原子数量，计算所需的所述含镓化合物的重量。

优选的，在上述镓掺杂晶硅的制作方法中，将所述所需的含镓化合物进行装料包括：

在坩埚内装入硅料至第一预设高度；

将所述所需的含镓化合物均匀放置在所述硅料上；

继续装入所述硅料至第二预设高度。

优选的，在上述镓掺杂晶硅的制作方法中，所述第一预设高度为所述坩埚的高度的二分之一至三分之二。

优选的，在上述镓掺杂晶硅的制作方法中，所述第二预设高度不超过所述坩埚高度10厘米。

通过上述描述可知，本发明提供的上述镓掺杂晶硅的制作方法，由于利用含镓化合物制作镓掺杂晶硅，这类含镓化合物常温下为固态，便于储存和使用，而且单位质量的镓含量稳定，因此能够保证镓的掺杂更准确，保证对晶硅电阻率的准确控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种镓掺杂晶硅的制作方法的示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想在于提供一种镓掺杂晶硅的制作方法，以保证镓的掺杂更准确，保证对晶硅电阻率的准确控制。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例提供的一种镓掺杂晶硅的制作方法如图1所示，图1为本申请实施例提供的一种镓掺杂晶硅的制作方法的示意图。该方法包括如下步骤：

S1：确定晶硅的目标电阻率；

在该步骤中，这种目标电阻率是根据客户需求和生产需要来确定的，一般要达到较低的电阻率值，就需要对晶硅进行掺杂，而且要确定导电类型为P型还是N型，从而确定掺杂元素的类型，当生产P型掺杂单晶时，可以选择三价元素镓进行掺杂。

S2：计算所需的镓原子数量；

在该步骤中，将上述目标电阻率代入现有的电阻率计算公式中，计算出镓原子需求量，并进一步得到镓原子的物质的量。

S3：选择含镓化合物的种类；

在该步骤中，本实施例选择的是含镓化合物，相对于现有技术中的镓单质或镓母合金来说，具有便于储存和使用，而且镓含量稳定，能保证镓的掺杂更准确的优势。

S4：计算所需的所述含镓化合物的重量；

在该步骤中，根据所需的镓原子数量和含镓化合物中的镓元素的含量，就能计算出所需的所述含镓化合物的重量，利用该方法就能够精确计算出所需的含镓化合物的重量，具有明显的优势。

S5：将所述所需的含镓化合物进行装料；

在该步骤中，一般是先在坩埚中装入硅料，再放入所述含镓化合物，最后在含镓化合物上面再装入硅料，从而将含镓化合物置于硅料内部，使得在熔化时尽可能均匀的分散在熔融料中，使生长的晶硅的各个部位的电阻率更为均匀。

S6：生长镓掺杂晶硅。

在该步骤中，是按照常规的直拉法进行镓掺杂晶硅的生长。

通过上述描述可知，本申请实施例提供的上述镓掺杂晶硅的制作方法，由于利用含镓化合物制作镓掺杂晶硅，这类含镓化合物常温下为固态，便于储存和使用，而且单位质量的镓含量稳定，因此能够保证镓的掺杂更准确，保证对晶硅电阻率的准确控制。

可选的，在上述镓掺杂晶硅的制作方法中，所述选择含镓化合物的种类包括：选择三氧化二镓、氢氧化镓或镓盐。这些都是镓的稳定化合物，其中不含金属，且在硅液熔化时能够分解出镓，实现晶硅的镓掺杂。

需要说明的是，在上述步骤S4中，可以根据所述含镓化合物的摩尔质量和所述所需的镓原子数量，计算所需的所述含镓化合物的重量。具体的，将所需的镓原子数量转换为物质的量，再根据所述含镓化合物中的镓原子的数量，前者除以后者就得到所需的含镓化合物的物质的量，然后将得到的结果与所述含镓化合物的摩尔质量相乘，就得到了所需的所述含镓化合物的重量。

进一步的，在上述步骤S5中，将所述所需的含镓化合物进行装料可以包括如下步骤：

S51：在坩埚内装入硅料至第一预设高度；

其中，所述第一预设高度可以优选为所述坩埚的高度的二分之一至三分之二，这样就能保证含镓化合物位于硅料的中心部位，保证各部位掺杂的均匀性。

S52：将所述所需的含镓化合物均匀放置在所述硅料上；

S53：继续装入所述硅料至第二预设高度。

其中，所述第二预设高度可以优选的不超过所述坩埚高度10厘米，这样就保证熔融后的硅液不会溢出造成对其他部件的伤害。

一个具体的装料的例子如下所述：选取护片，将其平铺在坩埚底部，护片与护片之间应尽可能摆放整齐，然后在护片上平铺小颗粒状硅料，若无护片，可用表面平整且规则的硅料对底部进行保护，而且，坩埚四周也要选用护片或者表面平整的硅料进行保护，用块状回炉料进行保护时，中间应保持2-3cm的空隙，空隙间可用小颗粒或大块料放置于坩埚靠底部中间，但这些硅料之间要存在空隙，还要与坩埚内壁保持5-7cm的空隙，且大块料不能放在坩埚四个角落，避免发生膨胀时损坏坩埚，待平铺完一层硅料后就用碎硅料填充大料之间的空隙，再在上面平铺一层大块料，间隙再用碎料填充，一层一层向上装料。当装料至坩埚高度的1/2至2/3时，将掺杂剂均匀放在硅料上，当装料距坩埚顶部3-5cm时，在中部应尽量放置块状料和大料，且在坩埚上沿的硅料不能超出坩埚四周，所装料表面要平整，防止滑落，不能高出坩埚10cm。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种镓掺杂晶硅的制作方法，其特征在于，包括：

确定晶硅的目标电阻率；

计算所需的镓原子数量；

选择含镓化合物的种类；

计算所需的所述含镓化合物的重量；

将所述所需的含镓化合物进行装料；

生长镓掺杂晶硅。

2.根据权利要求1所述的镓掺杂晶硅的制作方法，其特征在于，所述选择含镓化合物的种类包括：选择三氧化二镓、氢氧化镓或镓盐。

3.根据权利要求1所述的镓掺杂晶硅的制作方法，其特征在于，根据所述含镓化合物的摩尔质量和所述所需的镓原子数量，计算所需的所述含镓化合物的重量。

4.根据权利要求1-3任一项所述的镓掺杂晶硅的制作方法，其特征在于，将所述所需的含镓化合物进行装料包括：

在坩埚内装入硅料至第一预设高度；

将所述所需的含镓化合物均匀放置在所述硅料上；

继续装入所述硅料至第二预设高度。

5.根据权利要求4所述的镓掺杂晶硅的制作方法，其特征在于，所述第一预设高度为所述坩埚的高度的二分之一至三分之二。

6.根据权利要求4所述的镓掺杂晶硅的制作方法，其特征在于，所述第二预设高度不超过所述坩埚高度10厘米。