CN108456930A - 一种多晶硅铸锭用多孔硅籽晶及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于多晶硅定向凝固生产过程中使用的多孔硅籽晶及其制备方法，以常规的多晶硅铸锭生产用籽晶为原料，经过化学腐蚀，在籽晶表面形成密集的直径在1um左右的孔洞，该微观结构的存在可以起到吸除多晶硅内缺陷和金属杂质的目的，进而提高铸锭整体收益率。

Description

一种多晶硅铸锭用多孔硅籽晶及其制备方法和应用

技术领域

本发明公开了一种用于多晶硅生产领域，具体涉及一种定向凝固生产过程中使用的多孔硅籽晶的制备方法。

背景技术

现有技术中，多晶硅铸锭生产过程中大多采用异质引晶，以石英砂，碳化硅等作为籽晶和同质引晶，以硅料作为籽晶，两种引晶方式来生产出高效的底部晶花均匀的铸锭。

同质引晶由于不存在晶格匹配的问题，所以相对于异质引晶优势明显。常规籽晶多为特定粒度的多晶硅碎料或者石英砂，碳化硅经过筛分，酸洗除杂后烘干，并不改变籽晶原有的微观组织结构。

发明内容

本发明公开了一种用于多晶硅定向凝固生产过程中使用的多孔硅籽晶及其制备方法。其是以常规的多晶硅铸锭生产用籽晶为原料，经过化学腐蚀，在籽晶表面形成密集的直径在1um左右的孔洞，具体步骤如下：

1)按质量百分比为1~5%的硝酸、10~20%的氢氟酸，75~89%的纯水，制备腐蚀液；

2)将籽晶硅质量比为1：5~1：2放入腐蚀液中，水浴加热，温度控制在40~60℃，边加热边搅拌1~4h；

3)过滤出硅籽晶，用纯水进行反复漂洗，直至中性，烘干后便得到所需的多孔硅籽晶。

一种多晶硅铸锭用多孔硅籽晶，表面有密集分布的直径在1um左右孔洞的籽晶。

本发明的有益技术效果为：该微观结构的存在可以起到吸除多晶硅内缺陷和金属杂质的目的，进而提高铸锭整体收益率。多孔硅籽晶除了具有同质引晶的特点外，还具有吸除杂质和缺陷的功能。随着多孔硅的孔隙率增加，多孔硅伴随所产生的弹性机械应力和晶格常数增加，可阻止硅内缺陷和金属杂质在多晶硅铸锭内部的迁移和扩散，进而提高铸锭的整体收益率，头部和尾部截断长度都有明显降低，目前常规铸锭的收益率在65%左右，该产品使用后铸锭收益率可以突破70%，增幅达到5%以上。

附图说明

图1为本发明多孔硅籽晶的扫描电镜照片。

具体实施方式

实施例1：

一种多孔硅籽晶的制备方法，步骤如下：

1、腐蚀配方以重量百分比计，硝酸1%，氢氟酸15%，纯水85%，硅籽晶与腐蚀液用量比为1：5；

2、将籽晶硅放入腐蚀液中，水浴加热，温度控制在60℃下，边加热边搅拌3h；

3、过滤出硅籽晶，用纯水进行反复漂洗，直至中性，烘干后便得到所需的多孔硅籽晶，在籽晶表面形成密集的直径在1um左右的孔洞。

实施例2：

一种多孔硅籽晶的制备方法，步骤如下：

1、腐蚀配方以重量百分比计，硝酸5%，氢氟酸20%，纯水75%，硅籽晶与腐蚀液用量比为1：2；

2、将籽晶硅放入腐蚀液中，水浴加热，温度控制在40℃下，边加热边搅拌1h；

3、过滤出硅籽晶，用纯水进行反复漂洗，直至中性，烘干后便得到所需的在籽晶表面形成密集的直径在1um左右的孔洞多孔硅籽晶。

实施例3：

一种多孔硅籽晶的制备方法，步骤如下：

1、腐蚀配方以重量百分比计，硝酸3%，氢氟酸15%，纯水82%，硅籽晶与腐蚀液用量比为1：3；

2、将籽晶硅放入腐蚀液中，水浴加热，温度控制在50℃下，边加热边搅拌2h；

3、过滤出硅籽晶，用纯水进行反复漂洗，直至中性。烘干后便得到在籽晶表面形成密集的直径在1um左右的孔洞的多孔硅籽晶。

将得到的多孔硅籽晶用于多晶硅定向凝固生产中,一般工艺流程为：将多孔硅籽晶均匀的喷洒在坩埚底部，通过喷涂硅溶胶和高纯石英浆料使籽晶和坩埚牢固的结合在一起；干燥后喷涂氮化硅脱模剂，烘烤；将硅料按要求铺放到坩埚内；送入铸锭炉升温加热，通氩气保护；待硅料熔化后，开始长晶；最后退火，冷却，拆除坩埚，取出铸锭；按照铸锭头尾少子寿命检测结果，进行截断，使用后铸锭收益率可以突破70%。

Claims (3)

1.一种多晶硅铸锭用多孔硅籽晶的制备方法，步骤如下：

（1）按质量百分比为1~5%的硝酸、10~20%的氢氟酸，75~89%的纯水，制备腐蚀液；

（2）将籽晶硅质量比为1：5~1：2放入腐蚀液中，水浴加热，温度控制在40~60℃，边加热边搅拌1~4h；

（3）过滤出硅籽晶，用纯水进行反复漂洗，直至中性，烘干后便得到所需的多孔硅籽晶。

2.一种根据权利要求1制备得到的多晶硅铸锭用多孔硅籽晶，其特征在于表面有密集分布的直径在1um左右孔洞的籽晶。

3.一种权利要求2所述的多晶铸锭用多孔硅籽晶，用于多晶硅定向凝固生产。