CN105803519B - 一种m2型单晶硅快速收尾方法 - Google Patents
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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
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0.05mm/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0.22mm/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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