CN108519266B - 一种全熔高效硅锭的分级方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全熔高效硅锭的分级方法，涉及多晶硅铸锭技术领域，包括以下步骤：坩埚侧壁去除后将硅锭调离坩埚底板；将卸锭好的硅锭进行翻转，使得硅锭底部朝上、正面朝下；将翻转后的硅锭放入喷砂机，对硅锭底部进行喷砂5～10分钟，以硅锭底部氮化硅全部剥离作为标准；硅锭喷砂结束后，利用纯水对硅锭底部进行清洗；将硅锭放到灯下，利用灯光反射效果进行晶花判断；大锭晶粒分为四类。本发明提供了一种简单有效的全熔高效硅锭晶粒尺寸等级判断方法，为全熔高效工艺解决了效率低、稳定性差的问题。

Description

一种全熔高效硅锭的分级方法
技术领域
本发明涉及多晶硅铸锭技术领域，特别是涉及一种全熔高效硅锭的分级方法。
背景技术
目前，多晶硅锭的制备方法主要是利用GT Sol一种全熔高效硅锭的分级方法r提供的定向凝固系统进行制备，该方法通常包括加热、熔化、长晶、退火和冷却等步骤。在凝固长晶过程中，通过对顶部温度和侧边保温罩开度进行控制，使得熔融硅液在坩埚底部获得足够的过冷度凝固结晶。由于常规多晶铸锭，底部形核为随机自发形核，无法得到有效控制。针对常规铸锭方式产生的多晶硅锭存在形核无法控制、硅锭内部错密度高、晶界多且无规则分布的问题，多晶技术人员基于控制形核的考虑推出了两种不同类型的多晶铸锭方式：其中一种为利用单晶引晶生长的原理，在坩埚底部铺设单晶板或块作为生长籽晶，控制形核形成类单晶硅片；另一种方式为在坩埚底部铺设碎硅料作为生长用籽晶，控制形核形成表面具有细小晶粒结构的高效多晶硅片。
目前，除利用在坩埚底部铺设碎硅料，控制籽晶料不熔化的铸锭方式外，全熔高效铸锭工艺由于无需控制熔化籽晶高度，同时具备利用率高、能耗低等优势，逐步受到了铸锭企业的关注和运用。但由于全熔高效铸锭不同于常规半熔式，无法将炉台是否有籽晶保留作为判断高效等级的依据，一般情况下需待截断后才能判断分级，会导致人力成本大幅上升，且对异常现象的发现处理及时率较低，阻碍了该工艺的推广。
发明内容
本发明针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种全熔高效硅锭的分级方法，为全熔高效工艺解决了效率稳定性差的问题。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种全熔高效硅锭的分级方法，包括以下步骤：
S1、将坩埚侧壁去除后，利用夹具将硅锭调离坩埚底板；
S2、利用专用的硅锭翻转夹具将卸锭好的硅锭进行翻转，使得硅锭底部朝上、正面朝下；
S3、将翻转后的硅锭放入喷砂机，对硅锭底部进行喷砂5～10分钟，以硅锭底部氮化硅全部剥离作为标准；
S4、硅锭喷砂结束后，利用纯水对硅锭底部进行清洗；
S5、将硅锭放到灯下，利用灯光反射效果进行晶花判断；
S6、大锭晶粒分为四类，具体如下：
a、如硅锭底面整体晶花大小均匀，单个晶粒尺寸均匀分布在2mm以内、整面晶粒大于10mm的晶粒个数小于1个，则判定为H1-A级，直接开方切片；
b、如硅锭底面整体晶花大小均匀，单个晶粒尺寸均匀分布在5mm以内、整面晶粒大于10mm的晶粒个数小于3个，则判定为H1级，直接开方切片；
c、如硅锭底面整体晶粒大小均匀，单个晶粒尺寸均匀分布在10mm以内、整面晶粒大于10mm的晶花个数小于5个，则判定为H2级，该锭需开方截断后重新进行复判；
d、如硅锭底面整体晶粒大小均匀，大锭底部整面单个晶粒大小大于10mm的个数大于5个或整面晶花分布不均、单个晶粒尺寸均在10mm以上，则判定为H3级，该锭判为普通硅片，开方切片后做降级处理。
技术效果：本发明提供了一种简单有效的全熔高效硅锭晶粒尺寸等级判断方法，为全熔高效工艺解决了效率低、稳定性差的问题，可将晶粒尺寸异常炉台的识别时间由原先的3天以上降低到1天以内，提升了异常识别的效率，减少了异常发生率。
本发明进一步限定的技术方案是：
进一步的，步骤S3中采用45号碳化硅作为磨料。
前所述的一种全熔高效硅锭的分级方法，步骤S5中采用200W以上的高压钠灯。
本发明的有益效果是：
（1）本发明中翻锭、喷砂及采用强光钠灯照射大锭底部，使得大锭底部晶花可明显体现出来，解决了高效锭晶花无法判断及判断不准的问题；
（2）本发明中制定的晶花等级标准，解决了原先全熔高效晶花判断周期长，需放在开方截断后（出锭后2~3天），影响大的问题，将晶花判断压缩在卸锭环节，使得晶花判断周期缩短到一天以内，可及时对异常炉台做出调整；
（3）本发明中制定的晶花等级标准和处置措施，解决了全熔高效由于晶花质量不稳定所带来的效率波动，确保了高效锭的效率稳定性。
具体实施方式
本实施例提供的一种全熔高效硅锭的分级方法，包括以下步骤：
S1、将坩埚侧壁去除后，利用夹具将硅锭调离坩埚底板；
S2、利用专用的硅锭翻转夹具将卸锭好的硅锭进行翻转，使得硅锭底部朝上、正面朝下；
S3、将翻转后的硅锭放入喷砂机，采用45号碳化硅作为磨料，对硅锭底部进行喷砂5～10分钟，以硅锭底部氮化硅全部剥离作为标准；
S4、硅锭喷砂结束后，利用纯水对硅锭底部进行清洗；
S5、将硅锭放到200W以上的高压钠灯下，利用灯光反射效果进行晶花判断；
S6、大锭晶粒分为四类，具体如下：
a、如硅锭底面整体晶花大小均匀，单个晶粒尺寸均匀分布在2mm以内、整面晶粒大于10mm的晶粒个数小于1个，则判定为H1-A级，直接开方切片；
b、如硅锭底面整体晶花大小均匀，单个晶粒尺寸均匀分布在5mm以内、整面晶粒大于10mm的晶粒个数小于3个，则判定为H1级，直接开方切片；
c、如硅锭底面整体晶粒大小均匀，单个晶粒尺寸均匀分布在10mm以内、整面晶粒大于10mm的晶花个数小于5个，则判定为H2级，该锭需开方截断后重新进行复判；
d、如硅锭底面整体晶粒大小均匀，大锭底部整面单个晶粒大小大于10mm的个数大于5个或整面晶花分布不均、单个晶粒尺寸均在10mm以上，则判定为H3级，该锭判为普通硅片，开方切片后做降级处理。
本发明针对目前全熔高效铸锭晶花分级需要到开方后才能做出判断分级，且周期长、控制难度高的现状，提供了一种简单有效的全熔高效硅锭卸锭后预处理及晶粒尺寸分级的方法，为全熔高效工艺解决了效率低、稳定性差的问题，可将晶粒尺寸异常炉台的识别时间由原先的3天以上降低到1天以内，提升了异常识别的效率，减少了异常发生率。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种全熔高效硅锭的分级方法，
S1、将坩埚侧壁去除后，利用夹具将硅锭调离坩埚底板；
S2、利用专用的硅锭翻转夹具将卸锭好的硅锭进行翻转，使得硅锭底部朝上、正面朝下，
其特征在于，还包括以下步骤：
S3、将翻转后的硅锭放入喷砂机，对硅锭底部进行喷砂5～10分钟，以硅锭底部氮化硅全部剥离作为标准；
S4、硅锭喷砂结束后，利用纯水对硅锭底部进行清洗；
S5、将硅锭放到灯下，利用灯光反射效果进行晶花判断；
S6、大锭晶粒分为四类，具体如下：
a、如硅锭底面整体晶花大小均匀，单个晶粒尺寸均匀分布在2mm以内、整面晶粒大于10mm的晶粒个数小于1个，则判定为H1-A级，直接开方切片；
b、如硅锭底面整体晶花大小均匀，单个晶粒尺寸均匀分布在5mm以内、整面晶粒大于10mm的晶粒个数小于3个，则判定为H1级，直接开方切片；
c、如硅锭底面整体晶粒大小均匀，单个晶粒尺寸均匀分布在10mm以内、整面晶粒大于10mm的晶花个数小于5个，则判定为H2级，该硅锭需开方截断后重新进行复判；
d、如硅锭底面整体晶粒大小均匀，大锭底部整面单个晶粒大小大于10mm的个数大于5个或整面晶花分布不均、单个晶粒尺寸均在10mm以上，则判定为H3级，该硅锭判为普通硅片，开方切片后做降级处理。
2.根据权利要求1所述的一种全熔高效硅锭的分级方法，其特征在于：所述步骤S3中采用45号碳化硅作为磨料。
3.根据权利要求1所述的一种全熔高效硅锭的分级方法，其特征在于：所述步骤S5中采用200W以上的高压钠灯。
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