CN105568390A - 一种消除硅片同心圆缺陷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种消除硅片同心圆缺陷的方法，属于单晶硅生产技术领域，该方法在实施之前，通过PL光致发光测试系统对硅片进行筛选，筛选出将来会出现同心圆缺陷的硅片，该方法首先将硅片放入石英舟中，再放入扩散炉对硅片进行加热，加热之前向扩散炉中充满高纯氩气，扩散炉加热至680℃后进行恒温保持，30min后将硅片拿出并使用降温器进行快速降温，最后形成合格的硅片，降温器能够用于大量硅片的快速冷却，风冷的效果较为均匀，能够避免硅片出现品质不均匀而导致不能使用的情况，该发明的应用能够使得存在同心圆缺陷的硅片原片回收利用，提高硅棒切片后的利用率，降低硅片的生产成本。

Description

一种消除硅片同心圆缺陷的方法
技术领域
本发明属于单晶硅生产技术领域，具体涉及一种消除硅片同心圆缺陷的方法。
背景技术
单晶硅棒是生产单晶硅片的原材料，现有的单晶硅生长工艺主要是在单晶炉中进行的，单晶炉会进行抽真空处理及后续的充氩气处理，但是单晶硅的熔体原料有一定的含氧量，而且在单晶硅生长过程中存在液面翻转现象，这样就导致生长的硅棒头部存在含氧量过高并且分布不均匀的情况，这样的硅棒切为硅片并进行后续加工后，硅片的端面会出现同心圆缺陷，这种现象是硅片不合格的一种表现，如果使用该种硅片，则会出现工作不稳定的状况，而如果回炉重造，成本较高，并且不能很好地熔于原料中，造成后续生产的硅棒产生缺陷，因此，需要一种能够消除该同心圆缺陷的方法。
发明内容
本发明提供了一种消除硅片同心圆缺陷的方法，解决了现有技术中存在的缺点，对存在缺陷的硅片进行扩散炉中的高温处理，最后快速降温完成缺陷消除，处理之后的硅片再经过后续加工后不会出现同心圆缺陷，处理的成本较低，能够产生合格的硅片，避免了硅片的浪费。
本发明的具体技术方案是：
一种消除硅片同心圆缺陷的方法，关键点是，该方法的处理过程设置在单晶硅硅棒切为硅片原片和后续加工成硅片成品两个步骤之间，该方法利用扩散炉对硅片原片进行高温处理，取出后进行快速降温，最后形成合格的硅片原片，具体步骤如下：
a、将硅片原片装入石英舟，然后放入扩散炉中加热至660℃-700℃，恒温保持20-40min；
b、将载有硅片原片的石英舟从扩散炉中取出，并快速降至室温，最后形成合格的硅片原片。
所述的步骤a中，扩散炉中加热温度为680℃，并恒温保持30min。
所述的步骤a中，在扩散炉加热之前，向扩散炉中充满氩气。
所述的步骤b中，快速降至室温时需要在15分钟之内降至25℃。
所述的步骤b中，快速降温所用设备为降温器，降温器包括框架式的支撑架，支撑架下部设置有置物架，置物架包括平行排布的一组横杆，相邻两横杆的间距小于石英舟的长度，支撑架上部设置有门型支架，支架下端面设置有风扇组，风扇组与置物架位置上下相对。
所述的风扇组包括四个位于同一直线上的风扇。
所述的四个风扇中，相邻的两个风扇转向相反，且风向均为向下。
所述的横杆上设置有一组等距离的定位槽，定位槽的内轮廓与石英舟的底部外轮廓相吻合。
本发明的有益效果是：该发明通过扩散炉对承载在石英舟中的硅片进行加热，然后再快速降至室温，产生了硅片晶格收缩的一个过程，晶格通过收缩、排挤使硅片中的缺陷部分恢复正常的晶格排列，最终达到消除同心圆缺陷的目的，该方法较之现有的方法成本较低，无需将硅片回炉重练，能够大大提高硅片的成品率，避免了硅片由于产生同心圆缺陷不能使用而导致的浪费。
附图说明
图1是本发明中降温器的结构示意图。
图2是图1的左视图。
附图中，1、横杆，2、支架，3、风扇，4、定位槽。
具体实施方式
本发明涉及一种消除硅片同心圆缺陷的方法，该方法的处理过程设置在单晶硅硅棒切为硅片原片和后续加工成硅片成品两个步骤之间，对将来会形成同心圆缺陷的硅片原片进行消除缺陷的处理，该方法通过扩散炉对硅片原片进行高温加热，取出后再快速降温，最后形成合格的硅片原片。
具体实施例，在硅棒切片形成硅片原片后，利用PL光致发光测试系统对硅片原片进行检测，筛选出后续加工会导致同心圆缺陷的硅片原片，然后对该类硅片原片进行处理，具体步骤如下：
a、将硅片原片装入石英舟，向扩散炉中充满氩气，可以避免硅片的氧化，然后将载有硅片的石英舟放入扩散炉中加热至680℃，并恒温保持30min；
b、将硅片原片从扩散炉中取出，并快速降至室温，降温时要求在15分钟之内达到25℃，降温所用的设备为降温器，如图1和图2所示，降温器包括框架式的支撑架，支撑架下部设置有置物架，置物架包括平行排布的一组横杆1，相邻两横杆1的间距小于石英舟的长度，横杆1上设置有一组等距离的定位槽4，定位槽4的内轮廓与石英舟的底部外轮廓相吻合，将石英舟逐个横跨放在相邻两个横杆1的定位槽4上，定位槽4对石英舟起到定位固定作用，避免风冷过程中石英舟的晃动或者位移，保证风冷的顺利进行，所有定位槽4均放有石英舟后，所有石英舟在置物架上呈矩阵式排布，石英舟之间及两个横杆1之间的空隙形成空气流通的风道，风扇组包括四个位于同一直线上的风扇3，四个风扇3中，相邻的两个风扇3转向相反，且风向均为向下，这样的设置使得风扇组吹出的风风向较为均匀，避免了风扇3旋向相同导致的风向偏重，四个风扇3全部启动后，风由上向下吹，然后经过石英舟中的硅片并将热量从风道带走，石英舟与置物架的接触面积仅为定位槽4内轮廓，其他部位均为悬空状态，石英舟的底部也会被风冷带走一部分热量，加快了风冷的速度且不会出现热量折返影响冷却的情况，风冷的效率有显著提升，并且在大量硅片的冷却过程中，散热的均匀程度较好，冷却后的硅片品质较为均匀，能够用于太阳能电池片的制作过程中。
本发明摒弃了现有技术中将硅片进行回炉重练的操作方法，由于硅片不能很好地熔于原料中，对硅片进行回炉重练的成本比直接生产的成本还要高，而且回炉重练生产的硅棒还有可能存在其他的缺陷，不能保证硅片的整体质量，本发明在硅片后续加工之前进行检测，然后将存在缺陷的硅片进行高温加热再快速冷却，使硅片经历晶格收缩的一个过程，晶格通过收缩、排挤使硅片中的缺陷部分恢复正常的晶格排列，最终达到消除同心圆缺陷的目的，在快速降温中通过降温器的使用，大量硅片同时进行冷却降温时，风冷的方向是平衡并且均匀的，整个降温器的置物架上的所有硅片及硅片的各个位置能够进行接近于同步的降温，硅片的品质较为均匀，整个过程的操作较为简便，成本较低，充分利用了硅片资源，避免了硅片因同心圆缺陷不能使用而造成的浪费，能够显著提高硅片的成品率。

Claims (8)

1.一种消除硅片同心圆缺陷的方法，其特征在于，该方法的处理过程设置在单晶硅硅棒切为硅片原片和后续加工成硅片成品两个步骤之间，该方法利用扩散炉对硅片原片进行高温处理，取出后进行快速降温，最后形成合格的硅片原片，具体步骤如下：
a、将硅片原片装入石英舟，然后放入扩散炉中加热至660℃-700℃，恒温保持20-40min；
b、将载有硅片原片的石英舟从扩散炉中取出，并快速降至室温，最后形成合格的硅片原片。
2.根据权利要求1所述的一种消除硅片同心圆缺陷的方法，其特征在于：所述的步骤a中，扩散炉中加热温度为680℃，并恒温保持30min。
3.根据权利要求1所述的一种消除硅片同心圆缺陷的方法，其特征在于：所述的步骤a中，在扩散炉加热之前，向扩散炉中充满氩气。
4.根据权利要求1所述的一种消除硅片同心圆缺陷的方法，其特征在于：所述的步骤b中，快速降至室温时需要在15分钟之内降至25℃。
5.根据权利要求1所述的一种消除硅片同心圆缺陷的方法，其特征在于：所述的步骤b中，快速降温所用设备为降温器，降温器包括框架式的支撑架，支撑架下部设置有置物架，置物架包括平行排布的一组横杆(1)，相邻两横杆(1)的间距小于石英舟的长度，支撑架上部设置有门型支架(2)，支架(2)下端面设置有风扇组，风扇组与置物架位置上下相对。
6.根据权利要求5所述的一种消除硅片同心圆缺陷的方法，其特征在于：所述的风扇组包括四个位于同一直线上的风扇(3)。
7.根据权利要求6所述的一种消除硅片同心圆缺陷的方法，其特征在于：所述的四个风扇(3)中，相邻的两个风扇(3)转向相反，且风向均为向下。
8.根据权利要求5所述的一种消除硅片同心圆缺陷的方法，其特征在于：所述的横杆(1)上设置有一组等距离的定位槽(4)，定位槽(4)的内轮廓与石英舟的底部外轮廓相吻合。
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