CN105803519A - 一种m2型单晶硅快速收尾方法 - Google Patents

一种m2型单晶硅快速收尾方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及单晶炉提拉法生长单晶硅棒技术领域，尤其是涉及特定直径单晶硅棒的收尾方法，具体公开了一种M2型单晶硅快速收尾方法，通过单晶上升拉速和温校速率等收尾参数的改进，将收尾过程按收尾长度分为0‑3mm、3‑80 mm、81‑100 mm三次。本发明能够使M2型单晶硅棒收尾长度缩短至100mm，收尾时间减少0.5小时，降低原材料用量及能耗，提高生产效率和产能，降低M2型单晶硅生产成本。

Description

一种M2型单晶硅快速收尾方法
技术领域
本发明涉及单晶炉提拉法生长单晶硅棒技术领域，尤其是涉及特定直径单晶硅棒的收尾方法。
背景技术
提拉法制备单晶硅的生产过程包括以下工序：拆炉-装料-熔化料-引细颈-放肩-转肩-等径-收尾-停炉。其中，收尾是重要的一道工序，当单晶长度拉到一定长度后，通过收尾能够更好的排除单晶位错，提高单晶成品率，做到原材料最大利用率。一般情况下，收尾段外形要求为收尾长度达到单晶的一个直径且断面不大于30mm，收尾时间尽量短、断尾率低、收尾形状美观。
M2型单晶硅是对直径204mm单晶的统称，由于其直径较大，现有技术收尾长度较长，收尾耗时多，单晶材料用量大。 收尾长度较长，容易产生操作失误，耗时长使得单晶炉产能较低，耗能大，单晶原材料用量大，最终导致M2型单晶生产成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种M2型单晶硅快速收尾方法，能够使M2型单晶硅棒收尾长度缩短，减少单晶硅棒的收尾时间，降低原材料用量及能耗，提高生产效率和产能，降低M2型单晶硅生产成本。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种M2型单晶硅快速收尾方法，包括前生长、缩径生长和后生长；
所述前生长包括：将坩埚停止上升，单晶上升拉速设定为1.00mm/min，温校速率设定为15-20，收尾开始，至收尾长度达到3mm，再将单晶上升拉速降至0.7 mm/min，温校速率设定为10；
所述缩径生长包括：收尾长度在3-80 mm之间，随收尾长度增长逐次增大单晶拉速并升高温校速率；
所述后生长包括：收尾长度在81mm，将温校速率降低至0，单晶上升拉速提高0.05 mm/min；收尾长度在82-91mm之间，随收尾长度增长逐次增大单晶拉速至1.98 mm/min；收尾长度在91mm之后，保持单晶上升拉速为匀速，待收尾长度达到100mm，将单晶硅棒提断，收尾结束。
所述温校速率是单晶炉单晶生长PLC控制系统中的功率变化参数，用于控制单晶炉内温度，温校速率设定值越大，单晶炉内升温越多。
进一步地，所述缩径生长包括：收尾长度在11-30mm之间，将温校速率均匀升高2，单晶上升拉速均匀提高0.07 mm/min；收尾长度在31-50mm之间，将温校速率均匀升高2，单晶上升拉速均匀提高0.11 mm/min；收尾长度在51-60mm之间，将温校速率均匀升高2，单晶上升拉速均匀提高0.14 mm/min；收尾长度在61-70mm之间，将温校速率均匀升高1，单晶上升拉速均匀提高0.19 mm/min；收尾长度在71-80mm之间，将温校速率均匀升高1，单晶上升拉速均匀提高0.20 mm/min。
进一步地，后生长包括：收尾长度在82-86mm之间，将单晶上升拉速均匀提高0.22 mm/min；收尾长度在87-91mm之间，将单晶上升拉速均匀提高0.30 mm/min。
作为优选，本发明方法采用CZ-90单晶炉。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明方法能够使M2型单晶硅棒收尾长度缩短至100mm，收尾时间由2.5小时减少到2小时，降低了原材料用量及能耗，提高生产效率和产能，降低了M2型单晶硅生产成本，单晶质量达标。
附图说明
图1是本发明方法收尾的M2型单晶硅棒尾部外观示意图。
具体实施方式
实施例1
一种M2型单晶硅收尾方法，以CZ-90单晶炉进行生长，该单晶炉由河北晶龙阳光设备有限公司生产，配有单晶硅生长PLC自动控制系统，温校速率是单晶硅生长PLC自动控制系统的参数，用于控制单晶炉内温度，温校速率设定值越大，单晶炉内升温越多。温校速率满足如下关系：
温校设定值为x，则每过1min，单晶炉的加热功率对应增加y，y=x×2.5（w）。
单晶长度拉到规定长度后，进入收尾工序，停埚升，单晶上升拉速给定1.00mm/min，具体操作步骤如下：
（一）停埚升，关闭埚升电源，单晶上升拉速给定1.00mm/min，温校速率给定15-20（因个别炉子存在差异，且收尾前炉内温度不太一样）单晶长度清零，进入收尾工序。
（二）收尾长度到3mm时，单晶上升拉速降至0.7 mm/min，温校速率给定10，切入自动收尾程序。
（三）单晶长度收到11-30毫米之间温校速率自动升2，拉速自动提高0.07。
（四）单晶长度收到31-50毫米之间温校速率自动升2，拉速自动提高0.11。
（五）单晶长度收到51-60毫米之间温校速率自动升2，拉速自动提高0.14。
（六）单晶长度收到61-70毫米之间温校速率自动升1，拉速自动提高0.19。
（七）单晶长度收到71-80毫米之间温校速率自动升1，拉速自动提高0.2。
（八）单晶长度收到81毫米之间降低温校速率至零，炉内不再自动升温，拉速自动提高0.05。
（九）单晶长度收到82-86毫米之间，拉速自动提高0.22。
（十）单晶长度收到87-91毫米之间，拉速自动提高0.3。
（十一）单晶长度收到91毫米后，单晶上升拉速已自动提升至1.98 mm/min，收到100毫米时，提断进入下道工序。
本发明方法经多台CZ-90单晶炉设备生产实践证明，能够使M2型单晶硅棒收尾长度缩短至100mm，收尾时间由2.5小时减少到2小时，降低了原材料用量及能耗，提高生产效率和产能，降低了M2型单晶硅生产成本，单晶无位错线，质量达标。
以上对本发明进行了详细介绍，本发明中应用具体个例对本发明的实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可对本发明进行若干改进，这些改进也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种M2型单晶硅快速收尾方法，其特征在于，包括前生长、缩径生长和后生长；
所述前生长包括：将坩埚停止上升，单晶上升拉速设定为1.00mm/min，温校速率设定为15-20，收尾开始，至收尾长度达到3mm，再将单晶上升拉速降至0.7 mm/min，温校速率设定为10；
所述缩径生长包括：收尾长度在3-80 mm之间，随收尾长度增长逐次增大单晶拉速并升高温校速率；
所述后生长包括：收尾长度在81mm，将温校速率降低至0，单晶上升拉速提高0.05 mm/min；收尾长度在82-91mm之间，随收尾长度增长逐次增大单晶拉速至1.98 mm/min；收尾长度在91mm之后，保持单晶上升拉速为匀速，待收尾长度达到100mm，将单晶硅棒提断，收尾结束。
2. 根据权利要求１所述的一种M2型单晶硅快速收尾方法，其特征在于，所述缩径生长包括：收尾长度在11-30mm之间，将温校速率均匀升高2，单晶上升拉速均匀提高0.07 mm/min；收尾长度在31-50mm之间，将温校速率均匀升高2，单晶上升拉速均匀提高0.11 mm/min；收尾长度在51-60mm之间，将温校速率均匀升高2，单晶上升拉速均匀提高0.14 mm/min；收尾长度在61-70mm之间，将温校速率均匀升高1，单晶上升拉速均匀提高0.19 mm/min；收尾长度在71-80mm之间，将温校速率均匀升高1，单晶上升拉速均匀提高0.20 mm/min。
3.根据权利要求2所述的一种M2型单晶硅快速收尾方法，其特征在于，后生长包括：收尾长度在82-86mm之间，将单晶上升拉速均匀提高0.22 mm/min；收尾长度在87-91mm之间，将单晶上升拉速均匀提高0.30 mm/min。
4.根据权利要求1-3中任一所述的一种M2型单晶硅快速收尾方法，其特征在于，M2型单晶硅用CZ-90单晶炉收尾。
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