CN110552058A - 一种拉晶方法、装置及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种拉晶方法、装置及设备,涉及太阳能光伏技术领域。所述方法可以包括:以第一预设埚转对坩埚内的多晶硅原料加热,形成第一预设温度的第一硅液;将所述坩埚的埚转提升至第二预设埚转,以将所述第一硅液的温度降至引晶温度,得到引晶硅液;所述第二预设埚转大于所述第一预设埚转;在所述引晶硅液中执行引晶、放肩、等径操作,以得到单晶硅棒;其中,在执行所述等径操作之前,将所述坩埚的埚转提升至等径埚转;所述等径埚转大于所述第二预设埚转。本发明实施例的拉晶方法,硅液与坩埚发生化学反应的反应速度和反应时间均减少,进而降低了分解氧的生成,使生成的单晶硅棒内晶棒头部氧含量明显降低,提升了单晶硅的品质。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能光伏技术领域,特别是涉及一种拉晶方法、装置及设备。
背景技术
随着光伏技术的发展,单晶硅作为制作太阳能电池的重要原料,需求量越来越大,进而,对单晶硅的品质和制造成本也提出了越来越高的要求。
目前,常用的单晶硅生产工艺为直拉法。直拉法的工艺过程主要包括:用石墨电阻加热,将装在高纯度石英坩埚中的多晶硅融化,然后将籽晶插入熔体表面进行熔接,同时转动籽晶,再反转坩埚(坩埚转动速度简称埚转)使坩埚以一定的埚转反向转动,籽晶缓慢向上提升,经过引晶、转肩、等径等过程,生成单晶硅棒。
现有技术中,在直拉法制备单晶硅的过程中,通常在多晶硅熔化后即给定埚转为等径埚转,再通过增大或减少加热功率使坩埚内硅液温度稳定在引晶温度范围内。但是,由于等径埚转速度高不利于硅液温度的提升,因此使硅液温度快速提升时,需要大大增大加热功率,并且升温耗时长;通过降低加热功率来使坩埚内硅液温度降低到引晶温度范围内时,为了避免温度波动幅度大,加热功率需要缓慢降低,这样也会导致降温耗时长。同时,由于等径埚转的坩埚转动速度快,使硅液冲刷腐蚀坩埚壁加剧,坩埚与硅发生化学反应产生分解氧的速度增快,再由于调温到引晶温度时的耗时长,也就是说坩埚与硅发生化学反应的时间长,这样导致坩埚与硅发生反应分解出的氧增多,最终会导致更多分解出的氧进入单晶硅棒中,在单晶硅棒中固溶,造成晶棒头部氧含量偏高,严重影响单晶硅的品质。
发明内容
本发明提供一种拉晶方法、装置及设备,旨在降低晶体头部氧含量、缩短拉晶工时。
第一方面,本发明公开了一种拉晶方法,所述方法包括:
以第一预设埚转对坩埚内的多晶硅原料加热,形成第一预设温度的第一硅液;
将所述坩埚的埚转提升至第二预设埚转,以将所述第一硅液的温度降至引晶温度,得到引晶硅液;其中,所述第二预设埚转大于所述第一预设埚转;
在所述引晶硅液中执行引晶、放肩、等径操作,以得到单晶硅棒;其中,在执行所述等径操作之前,将所述坩埚的埚转提升至等径埚转;所述等径埚转大于所述第二预设埚转。
可选的,所述以第一预设埚转对坩埚内的多晶硅原料加热,形成第一预设温度的第一硅液的步骤,包括:
对所述坩埚内的多晶硅原料加热,形成熔化的原始硅液;
将所述坩埚的埚转提升至第一预设埚转,并以第一预设加热功率对所述原始硅液加热,形成第一预设温度的第一硅液。
可选的,所述将坩埚的埚转提升至第一预设埚转,并以第一预设加热功率对所述原始硅液加热,形成第一预设温度的第一硅液的步骤之前,包括:
对所述原始硅液进行至少一次除杂处理。
可选的,所述将所述坩埚的埚转提升至第二预设埚转,以将所述第一硅液的温度降至引晶温度,得到引晶硅液的步骤,包括:
将所述坩埚的埚转提升至第二预设埚转,并降低对所述第一硅液加热的加热功率,以将所述第一硅液的温度降至引晶温度,得到引晶硅液。
可选的,将所述坩埚的埚转提升至第二预设埚转,并降低对所述第一硅液加热的加热功率,以将所述第一硅液的温度降至引晶温度,得到引晶硅液的步骤,包括:
将所述坩埚的埚转提升至第二预设埚转,并降低对所述第一硅液加热的加热功率,形成第二预设温度的第二硅液;
降低对所述第二硅液加热的所述加热功率,形成引晶温度的引晶硅液。
可选的,所述引晶操作,包括:
将籽晶与所述引晶硅液熔接,形成第一预设直径的初级晶体;
将所述坩埚的埚转提升至第三预设埚转,并拉升所述初级晶体形成目标长度的初级晶棒;其中,所述第三预设埚转小于或等于所述等径埚转。
可选的,所述放肩操作,包括:
将所述坩埚的埚转提升至等径埚转,并使所述初级晶棒形成目标直径的目标晶棒。
可选的,所述将所述坩埚的埚转提升至等径埚转包括:
以0.5转/小时(r/h)~2转/小时(r/h)的速率将所述坩埚的埚转提升至等径埚转。
第二方面,本发明公开了一种拉晶装置,所述拉晶装置包括:
第一加热模块,用于以第一预设埚转对坩埚内的多晶硅原料加热,形成第一预设温度的第一硅液;
第二加热模块,用于将所述坩埚的埚转提升至第二预设埚转,以将所述第一硅液的温度降至引晶温度,得到引晶硅液;其中,所述第二预设埚转大于所述第一预设埚转;
拉晶模块,用于在所述引晶硅液中执行引晶、放肩、等径操作,以得到单晶硅棒;其中,所述拉晶模块,用于在执行所述等径操作之前,将所述坩埚的埚转提升至等径埚转;所述等径埚转大于所述第二预设埚转。
第三方面,本发明公开了一种拉晶设备,所述设备包括:接口,总线,存储器与处理器,所述接口、存储器与处理器通过所述总线相连接,所述存储器用于存储可执行程序,所述处理器被配置为运行所述可执行程序实现上述任一项所述的拉晶方法的步骤。
第四方面,本发明公开了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储可执行程序,所述可执行程序被处理器运行实现上述任一项所述的拉晶方法的步骤。
与现有技术相比,本发明实施例包括以下优点:
本发明实施例中,由于以第一预设埚转对坩埚内的多晶硅原料加热,形成第一预设温度的第一硅液,又将所述坩埚的埚转提升至第二预设埚转,以将所述第一硅液的温度降至引晶温度,得到引晶硅液,在低埚转下,硅液升温速度加快,高埚转下,硅液降温速度加快,因此,有效缩短了形成引晶硅液的时间。并且在执行等径操作前,坩埚以低于等径埚转的速度转动,低埚转减小了硅液对坩埚壁的冲刷腐蚀,使硅液与坩埚发生化学反应的反应速度和反应时间均减少,进而降低了分解氧的生成,同时低埚转时硅液的对流速度降低,使进入引晶硅液内的氧减少,进而使生成的单晶硅棒内晶棒头部氧含量明显降低,提升了单晶硅的品质。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例一中的一种拉晶方法的步骤流程图;
图2示出了本发明实施例二中的一种拉晶方法的步骤流程图;
图3示出了本发明实施例三中的一种拉晶装置的结构框图;
图4示出了示出了本发明实施例的一种拉晶装置的逻辑结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
参照图1,图1示出了本发明实施例一的一种拉晶方法的步骤流程图,具体可以包括以下步骤:
步骤101:以第一预设埚转对坩埚内的多晶硅原料加热,形成第一预设温度的第一硅液。
本发明实施例中,多晶硅原料包括:原生纯多晶硅、料装纯多晶硅、单晶边皮和头尾料、切片及后续工序中产生的废片等。
本发明实施例中,以第一预设埚转对坩埚内的多晶硅原料加热包括:多晶硅原料加入坩埚内,还未开始加热之前即将坩埚埚转设置为第一预设埚转,或者多晶硅原料加入坩埚内熔化后,将坩埚埚转设置为第一预设埚转,再对坩埚内熔化的多晶硅原料加热,本领域技术人员还可以根据实际情况设置,本发明实施例对此不作具体限定。
在实际应用中,第一预设埚转小于等径埚转,由于低埚转利用硅液或者多晶硅原料温度提升,因此,以第一预设埚转对坩埚内的多晶硅原料加热,可以使所述多晶硅原料快速提升,有效缩短了形成第一预设温度的第一硅液的时间。
本发明实施例中,第一预设温度大于引晶温度,由于温度降低有利于控制温度并且有利于使温度稳定,因此,本发明实施例可以使多晶硅原料在低埚转下快速提升到比引晶温度高的第一预设温度。
步骤102:将所述坩埚的埚转提升至第二预设埚转,以将所述第一硅液的温度降至引晶温度,得到引晶硅液;其中,所述第二预设埚转大于所述第一预设埚转。
本发明实施例中,坩埚的埚转由第一预设埚转提升至第二预设埚转,由于高埚转有利于温度降低,因此,将所述坩埚的埚转提升至第二预设埚转可以使所述第一硅液的温度快速降低,使硅液温度由第一预设温度降至引晶温度的时间大大缩短,也就是说有效缩短了第一硅液的降温时间。在实际应用中,将所述坩埚的埚转提升至第二预设埚转时,可以将所述坩埚的埚转匀速提升至第二预设埚转,这样就更有利于对第一硅液的温度的控制,使第一硅液的温度稳定,避免由于埚转变化较大导致温度波动大难控制。
在实际应用中,理想的引晶温度为直线型的,但是在实际应用中,引晶温度是在一个区间内波动的,因此本发明实施例中的引晶温度为引晶温度区间的最高点温度,例如,引晶温度为1450℃,则引晶温度区间可以为1450℃±3℃,本发明实施例中的所述引晶温度即可以为1453℃。
步骤103:在所述引晶硅液中执行引晶、放肩、等径操作,以得到单晶硅棒;其中,在执行所述等径操作之前,将所述坩埚的埚转提升至等径埚转;所述等径埚转大于所述第二预设埚转。
本发明实施例中,可以在所述引晶硅液中执行引晶、放肩、等径等后续操作,以得到单晶硅棒。具体地,在执行等径操作之前,将所述坩埚的埚转提升至等径埚转,也就是说在执行等径操作时,所述坩埚的埚转为等径埚转不再变化,有利于生成品质较好的单晶硅棒,避免了由于埚转变化引起硅液温度变化导致等径过程中,单晶硅棒生长出现不均匀等缺陷。
本发明实施例中,由于在执行等径操作之前,所述坩埚的埚转低于等径埚转,低埚转减小了硅液对坩埚壁的冲刷腐蚀,使硅液与坩埚发生化学反应的反应速度也相应减慢,进而降低了分解氧的生成,同时低埚转时硅液的对流速度降低,使进入引晶硅液内的氧减少,进而使生成的单晶硅棒内晶棒头部氧含量明显降低,提升了单晶硅的品质。
综上,本发明实施例所述的拉晶方法至少包括以下优点:
本发明实施例中,由于以第一预设埚转对坩埚内的多晶硅原料加热,形成第一预设温度的第一硅液,又将所述坩埚的埚转提升至第二预设埚转,以将所述第一硅液的温度降至引晶温度,得到引晶硅液,在低埚转下,硅液升温速度加快,高埚转下,硅液降温速度加快,因此,有效缩短了形成引晶硅液的时间。并且在执行等径操作前,坩埚以低于等径埚转的速度转动,低埚转减小了硅液对坩埚壁的冲刷腐蚀,使硅液与坩埚发生化学反应的反应速度和反应时间均减少,进而降低了分解氧的生成,同时低埚转时硅液的对流速度降低,使进入引晶硅液内的氧减少,进而使生成的单晶硅棒内晶棒头部氧含量明显降低,提升了单晶硅的品质。
实施例二
参照图2,示出了本发明实施例二的一种拉晶方法的步骤流程图,具体可以包括如下步骤:
步骤201:对所述坩埚内的多晶硅原料加热,形成熔化的原始硅液。
本发明实施例中,为了提高多晶硅原料的加热熔化速度,可以设置所述坩埚的埚转为零,也就是说对所述坩埚内的多晶硅原料加热,形成熔化的原始硅液步骤中,所述坩埚不转动。
步骤202:对所述原始硅液进行至少一次除杂处理。
本发明实施例中,由于多晶硅原料中含有大量的难熔性或不熔性杂质,为了提高单晶硅棒的品质,在所述多晶硅原料熔化后需要对未熔的杂质进行除杂处理。
本发明实施例中,对原始硅液进行至少一次除杂处理包括在多晶硅原料加热熔化过程中,至少一次的将未熔的块料(难熔的多晶硅原料、未熔杂质等)粘接出去,以便提高第一硅液的纯度。
步骤203:将所述坩埚的埚转提升至第一预设埚转,并以第一预设加热功率对所述原始硅液加热,形成第一预设温度的第一硅液。
本发明实施例中,为了使所述原始硅液形成第一预设温度的第一硅液的速度更快,第一预设加热功率可以大于或等于引晶功率(即引晶时的加热功率)。
在实际应用中,第一预设埚转可以为等径埚转的1/5倍,低埚转使原始硅液温度提升更快,有效减小了所述原始硅液的升温时间。
本发明实施例中,将所述坩埚的埚转提升至第一预设埚转,并以第一预设加热功率对所述原始硅液加热可以包括:将所述坩埚的埚转匀速提升至第一预设埚转,同时以第一预设加热功率对所述原始硅液加热,也就是说边提升埚转边对原始硅液加热,这样可以使原始硅液的温度快速提升,并且避免了坩埚的埚转变化导致温度受影响而波动。当然,将所述坩埚的埚转提升至第一预设埚转,并以第一预设加热功率对所述原始硅液加热还可以包括:将所述坩埚的埚转提升至第一预设埚转后,再以第一预设加热功率对所述原始硅液加热,这样就避免了埚转对原始硅液温度提升的影响,从而使原始硅液温度的控制更加简便。
步骤204:将所述坩埚的埚转提升至第二预设埚转,并降低对所述第一硅液加热的加热功率,以将所述第一硅液的温度降至引晶温度,得到引晶硅液。
本发明实施例中,将所述坩埚的埚转提升至第二预设埚转,并降低对所述第一硅液加热的加热功率步骤中,由于在将所述第一硅液的温度降至引晶温度的过程中,通过提升坩埚的埚转和降低加热功率两个工艺条件来降低所述第一硅液的温度,从而使所述第一硅液的温度下降速度更快,相较于现有技术中只通过降低加热功率降低第一硅液温度的工艺,本发明实施例使所述第一硅液形成引晶硅液的速度更快,耗时更短。在本发明的一种可选实施例中,所述步骤204可以包括如下步骤:
步骤2041:将所述坩埚的埚转提升至第二预设埚转,并降低对所述第一硅液加热的加热功率,形成第二预设温度的第二硅液。
本发明实施例中,为了使所述第一硅液的温度降低更快,同时为了使引晶硅液的温度更加温度,可以在所述第一硅液的温度降低到引晶温度前,首先快速将所述坩埚的埚转提升至第二预设埚转,同时降低对所述第一硅液的加热的加热功率,形成第二预设温度的第二硅液。其中,第二预设温度大于所述引晶温度。
当然,为了避免所述坩埚的埚转对温度影响,可以控制所述坩埚的埚转匀速提升,本发明实施例对所述坩埚的埚转提升方式不作具体限定。
在实际应用中,可以设置所述第二预设温度=1/2(引晶温度-第一预设温度),这样,所述第一硅液的温度在未降低到引晶温度之前,所述坩埚的埚转即调整到第二预设埚转,从而避免了后续所述坩埚的埚转对所述第一硅液降温的影响,提高了所述第一硅液降温的稳定性。
在实际应用中,第二预设埚转可以为等径埚转的2/5倍。本发明实施例中,提升所述坩埚的埚转并且同时降低所述第一硅液的加热功率,可以使所述第一硅液的温度下降更快。
步骤2042:降低对所述第二硅液加热的所述加热功率,形成引晶温度的引晶硅液。
本发明实施例中,为了使形成的引晶硅液的引晶温度更加稳定,避免温度波动范围较大,对所述第二硅液加热的所述加热功率可以等于对所述第一硅液加热的所述加热功率,这样既避免了埚转对所述引晶硅液的影响,又避免了加热功率对所述引晶硅液的影响。当然,在实际应用中,也可以所述加热功率持续匀速降低,也就是说对所述第一硅液加热的加热功率和对所第二硅液加热的加热功率均是以相同的速率下降,从而更快形成引晶温度的引晶硅液。
步骤205:将籽晶与所述引晶硅液熔接,形成第一预设直径的初级晶体。
本发明实施例中,将所述籽晶与所述引晶硅液熔接,形成第一预设直径的初级晶体具体包括:将籽晶伸入所述引晶硅液,引出一定长度,直径为第一预设直径的细颈,以消除结晶位错。其中,所述第一预设直径可以为3mm~5mm范围内任意值,也可以根据实际情况设定,本发明实施例对此不作具体限定。
步骤206:将所述坩埚的埚转提升至第三预设埚转,并拉升所述初级晶体形成目标长度的初级晶棒;其中,所述第三预设埚转小于或等于所述等径埚转。
本发明实施例中,为了消除位错,在上述步骤中形成第一预设直径的初级晶体后,即可以提升所述坩埚的埚转至第三预设埚转,同时以预设速度拉升所述初级晶体形成目标长度的初级晶棒,可以理解的是在提升所述坩埚的埚转至第三预设埚转时可以匀速提升,也可以快速提升,本发明实施例对此不作限定。
在实际应用中,为了使得到的初级晶棒品质较高,头部含氧量降低,可以以2mm/min~5mm/min的速度拉升所述初级晶体形成150mm的初级晶棒。具体的对初级晶体的拉升速度,以及初级晶棒的目标长度,本领域技术人员可以根据实际需求进行设定,本发明实施例对此不作具体限定。
本发明实施例中,所述第三预设埚转小于或等于所述等径埚转,例如,第三预设埚转可以为等径埚转的3/5倍,这样,在执行等径操作前,坩埚以低于等径埚转的速度转动,低埚转减小了硅液对坩埚壁的冲刷腐蚀,使硅液与坩埚发生化学反应的反应速度和反应时间均减少,进而降低了分解氧的生成,同时低埚转时硅液的对流速度降低,使进入引晶硅液内的氧减少,进而使生成的单晶硅棒内晶棒头部氧含量明显降低,提升了单晶硅的品质。
在实际应用中,步骤205和步骤206均是为了消除位错,在籽晶与所述引晶硅液熔接后进行拉制细颈的过程,其他工艺影响因素和现有技术相同,本发明实施例对此不再赘述。
步骤207:将所述坩埚的埚转提升至等径埚转,并使所述初级晶棒形成目标直径的目标晶棒。
本发明实施例中,当所述第三预设埚转小于所述等径埚转时,将所述坩埚的埚转提升至等径埚转,并对所述初级晶棒执行放肩操作,使所述初级晶棒形成目标直径的目标晶棒,这样,在等径操作之前所述坩埚的埚转均小于所述等径埚转,有效降低了分解氧的生成,进而使生成的目标晶棒内晶棒头部氧含量明显降低,有效提升了单晶硅的品质。当所述第三预设埚转等于所述等径埚转时,即在所述第三预设埚转下,执行放肩操作,形成目标直径的目标晶棒。
可选的,所述将所述坩埚的埚转提升至等径埚转可以包括:以0.5转/小时(r/h)~2转/小时(r/h)的速率将所述坩埚的埚转提升至等径埚转。
在实际应用中,如果所述坩埚的埚转提升速率太快会直接影响所述引晶硅液的温度,使所述引晶硅液的温度降低超出所述引晶温度范围的最低值,进而使形成的所述目标晶棒品质受损或者无法形成所述目标晶棒,因此,本发明实施例中,以0.5转/小时(r/h)~2转/小时(r/h)的速率将所述坩埚的埚转提升至等径埚转,可以有效避免所述埚转提升对所述引晶硅液温度的影响,提升所述目标晶棒的品质。
步骤208:拉升所述目标晶棒以得到单晶硅棒。本发明实施例中,形成目标直径的目标晶棒后,即可以以预设目标拉速拉升所述目标晶棒,以得到单晶硅棒。
在实际应用中,为了避免发生晶棒断线,所述预设目标拉速可以等于或小于拉升所述初级晶体的速度。
综上,本发明实施例所述的拉晶方法至少包括以下优点:
本发明实施例中,由于以第一预设埚转对坩埚内的多晶硅原料加热,形成第一预设温度的第一硅液,又将所述坩埚的埚转提升至第二预设埚转,以将所述第一硅液的温度降至引晶温度,得到引晶硅液,在低埚转下,硅液升温速度加快,高埚转下,硅液降温速度加快,因此,有效缩短了形成引晶硅液的时间。并且在执行等径操作前,坩埚以低于等径埚转的速度转动,低埚转减小了硅液对坩埚壁的冲刷腐蚀,使硅液与坩埚发生化学反应的反应速度和反应时间均减少,进而降低了分解氧的生成,同时低埚转时硅液的对流速度降低,使进入引晶硅液内的氧减少,进而使生成的单晶硅棒内晶棒头部氧含量明显降低,提升了单晶硅的品质。
实施例三
参照图3,示出了本发明实施例的一种拉晶装置的结构框图,如图所示,所述装置300可以包括:
第一加热模块301,用于以第一预设埚转对坩埚内的多晶硅原料加热,形成第一预设温度的第一硅液;
第二加热模块302,用于将所述坩埚的埚转提升至第二预设埚转,以将所述第一硅液的温度降至引晶温度,得到引晶硅液;其中,所述第二预设埚转大于所述第一预设埚转;
拉晶模块303,用于在所述引晶硅液中执行引晶、放肩、等径操作,以得到单晶硅棒;其中,所述拉晶模块303,用于在执行所述等径操作之前,将所述坩埚的埚转提升至等径埚转;所述等径埚转大于所述第二预设埚转。
所述第一加热模块301,还用于对所述坩埚内的多晶硅原料加热,形成熔化的原始硅液;将所述坩埚的埚转提升至第一预设埚转,并以第一预设加热功率对所述原始硅液加热,形成第一预设温度的第一硅液。
所述第一加热模块301,还用于对所述原始硅液进行至少一次除杂处理。
所述第二加热模块302,还用于将所述坩埚的埚转提升至第二预设埚转,并降低对所述第一硅液加热的加热功率,以将所述第一硅液的温度降至引晶温度,得到引晶硅液。
所述第二加热模块302,还用于将所述坩埚的埚转提升至第二预设埚转,并降低对所述第一硅液加热的加热功率,形成第二预设温度的第二硅液;所述第二加热模块302,还用于降低对所述第二硅液加热的加热功率,形成引晶温度的引晶硅液。
所述拉晶模块303,还用于将籽晶与所述引晶硅液熔接,形成第一预设直径的初级晶体;所述拉晶模块303,还用于将所述坩埚的埚转提升至第三预设埚转,并拉升所述初级晶体形成目标长度的初级晶棒;其中,所述第三预设埚转小于或等于所述等径埚转。
所述拉晶模块303,还用于将所述坩埚的埚转提升至等径埚转,并使所述初级晶棒形成目标直径的目标晶棒。
所述拉晶模块303,还用于以0.5转/小时(r/h)~2转/小时(r/h)的速率将所述坩埚的埚转提升至等径埚转。
在本发明实施例中,该拉晶装置中各个部分的功能,具体可以参照前述实施例中的相关记载,且能达到相同的有益效果,为了避免重复,此处不再赘述。
本发明实施例所述的拉晶装置,由于以第一预设埚转对坩埚内的多晶硅原料加热,形成第一预设温度的第一硅液,又将所述坩埚的埚转提升至第二预设埚转,以将所述第一硅液的温度降至引晶温度,得到引晶硅液,在低埚转下,硅液升温速度加快,高埚转下,硅液降温速度加快,因此,有效缩短了形成引晶硅液的时间。并且在执行等径操作前,坩埚以低于等径埚转的速度转动,低埚转减小了硅液对坩埚壁的冲刷腐蚀,使硅液与坩埚发生化学反应的反应速度和反应时间均减少,进而降低了分解氧的生成,同时低埚转时硅液的对流速度降低,使进入引晶硅液内的氧减少,进而使生成的单晶硅棒内晶棒头部氧含量明显降低,提升了单晶硅的品质。
本发明还提供了一种拉晶设备,图4示出了本发明实施例的一种拉晶设备的逻辑结构示意图。如图4所示,本发明实施例提供的拉晶设备可以包括:接口41、处理器42、存储器43及总线44;其中,所述总线44,用于实现所述接口41、所述处理器42和所述存储器43之间的连接通信;所述存储器43存储有可执行程序,所述处理器42,用于执行所述存储器43中存储的可执行程序,以实现如图1或图2,实施例一或实施例二中的拉晶法的步骤,并能达到相同或相似的效果,为了避免重复,此处不再赘述。
本发明还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个可执行程序,所述一个或者多个可执行程序可被一个或者多个处理器执行,以实现如图1、图2,实施例一或实施例二中的拉晶方法的步骤,并能达到相同或相似的效果,为了避免重复,此处不再赘述。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机,计算机,服务器,空调器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护之内。
Claims (11)
1.一种拉晶方法,其特征在于,所述方法包括:
以第一预设埚转对坩埚内的多晶硅原料加热,形成第一预设温度的第一硅液;
将所述坩埚的埚转提升至第二预设埚转,以将所述第一硅液的温度降至引晶温度,得到引晶硅液;其中,所述第二预设埚转大于所述第一预设埚转;
在所述引晶硅液中执行引晶、放肩、等径操作,以得到单晶硅棒;其中,在执行所述等径操作之前,将所述坩埚的埚转提升至等径埚转;所述等径埚转大于所述第二预设埚转。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述以第一预设埚转对坩埚内的多晶硅原料加热,形成第一预设温度的第一硅液的步骤,包括:
对所述坩埚内的多晶硅原料加热,形成熔化的原始硅液;
将所述坩埚的埚转提升至第一预设埚转,并以第一预设加热功率对所述原始硅液加热,形成第一预设温度的第一硅液。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述将坩埚的埚转提升至第一预设埚转,并以第一预设加热功率对所述原始硅液加热,形成第一预设温度的第一硅液的步骤之前,包括:
对所述原始硅液进行至少一次除杂处理。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将所述坩埚的埚转提升至第二预设埚转,以将所述第一硅液的温度降至引晶温度,得到引晶硅液的步骤,包括:
将所述坩埚的埚转提升至第二预设埚转,并降低对所述第一硅液加热的加热功率,以将所述第一硅液的温度降至引晶温度,得到引晶硅液。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,将所述坩埚的埚转提升至第二预设埚转,并降低对所述第一硅液加热的加热功率,以将所述第一硅液的温度降至引晶温度,得到引晶硅液的步骤,包括:
将所述坩埚的埚转提升至第二预设埚转,并降低对所述第一硅液加热的加热功率,形成第二预设温度的第二硅液;
降低对所述第二硅液加热的加热功率,形成引晶温度的引晶硅液。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述引晶操作,包括:
将籽晶与所述引晶硅液熔接,形成第一预设直径的初级晶体;
将所述坩埚的埚转提升至第三预设埚转,并拉升所述初级晶体形成目标长度的初级晶棒;其中,所述第三预设埚转小于或等于所述等径埚转。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述放肩操作,包括:
将所述坩埚的埚转提升至等径埚转,并使所述初级晶棒形成目标直径的目标晶棒。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述将所述坩埚的埚转提升至等径埚转包括:
以0.5转/小时r/h~2转/小时r/h的速率将所述坩埚的埚转提升至等径埚转。
9.一种拉晶装置,其特征在于,所述拉晶装置包括:
第一加热模块,用于以第一预设埚转对坩埚内的多晶硅原料加热,形成第一预设温度的第一硅液;
第二加热模块,用于将所述坩埚的埚转提升至第二预设埚转,以将所述第一硅液的温度降至引晶温度,得到引晶硅液;其中,所述第二预设埚转大于所述第一预设埚转;
拉晶模块,用于在所述引晶硅液中执行引晶、放肩、等径操作,以得到单晶硅棒;其中,所述拉晶模块,用于在执行所述等径操作之前,将所述坩埚的埚转提升至等径埚转;所述等径埚转大于所述第二预设埚转。
10.一种拉晶设备,其特征在于,所述设备包括:接口,总线,存储器与处理器,所述接口、存储器与处理器通过所述总线相连接,所述存储器用于存储可执行程序,所述处理器被配置为运行所述可执行程序实现如权利要求1-8中任一项所述的拉晶方法的步骤。
11.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储可执行程序,所述可执行程序被处理器运行实现如权利要求1-8中任一项所述的拉晶方法的步骤。
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