CN111364099A - 连续拉制单晶棒剩余锅中料电阻率计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出的连续拉制单晶棒剩余锅中料电阻率计算方法，是利用公式“剩余锅中料电阻率=头部计算电阻率*(1‑B/A)(^{1‑分凝系数)*}分凝系数*a”计算得到的，本发明的方法不管晶棒是达到收尾长度收尾后加料或是等径失败提出后加料，均可准确的计算出埚中料的电阻率，然后把埚中剩余重量和其电阻率输入到掺杂剂计算表回熔料栏中，计算出掺杂剂用量，按此法可保证2棒、3棒……等棒的电阻率与1棒的接近。

Description

连续拉制单晶棒剩余锅中料电阻率计算方法

技术领域

本发明涉及直拉法生产单晶硅技术领域，尤其涉及一种连续拉制单晶棒剩余锅中料电阻率计算方法。

背景技术

在拉制多棒单晶硅时，现有的拉制方法是固定1棒、2棒、3棒……等棒的晶棒长度，按照一种直径预估出1棒、2棒、3棒……等棒的晶棒重量，按照此预估晶棒重量计算出埚中剩余料重量，然后按照分凝现象计算出剩余埚中料的电阻率，即根据这种方法给出的剩余埚中料电阻率1棒的是同一数值，2棒的是同一数值，这样计算时当每炉直径相差较大时，致使剩余埚中料重量相差较大，会造成电阻率预估偏差较大。

若分凝系数较大，或晶棒电阻率要求较小时，如掺硼单晶，电阻率小于10Ω.cm，按照此方法计算对后续几棒的头部电阻率影响较小，甚至可直接利用补加料的重量计算掺杂剂量，忽略埚中剩余料的电阻炉，都不会造成太多尾部因电阻率低而造成报废；但若分凝系数较小，或晶棒电阻率要求较高时，如掺磷，高阻单晶(电阻率可能到100)，拉制此种单晶时再不知道相对准确的埚中剩余料的电阻率，而是按照预估的，容易造成头部电阻率偏低造成尾部报废或头部电阻率偏高，头部报废，从而影响良率，增加生产成本。

发明内容

有必要提出一种连续拉制单晶棒剩余锅中料电阻率计算方法。

一种连续拉制单晶棒剩余锅中料电阻率计算方法，该方法依据以下公式计算得到：

剩余锅中料电阻率＝头部计算电阻率*(1-B/A)(^{1-分凝系数)*}分凝系数*a；--------公式一；

其中：头部计算电阻率为拉制形成的硅棒的实测电阻率，单位为Ωmm；

B为硅棒拉制后的实际重量，单位为kg；

A为锅中投料量，单位为kg；

分凝系数由原材料决定，已知原材料，则分凝系数为已知；

a为校准系数，在计算第一棒硅棒拉制完成后锅中料电阻率时，加入的料位纯多晶硅，默认a＝1。

进一步，在计算下一棒硅棒拉制完成后锅中剩余电阻率时，所述公式一种的校准系数a是被校准后的系数，校准方式为依据二棒拉制完后实测的头部电阻率来反推锅中料的电阻率，反推方法如下：

回熔料电阻率对应浓度＝(投料量*所需电阻率对应浓度/分凝系数-掺杂剂重量*掺杂剂浓度)/回熔料重量-------------------------公式二；

其中的掺杂剂重量，依据以下公式计算得到：

掺杂剂重量＝(投料量*所需电阻率对应浓度/分凝系数-回熔料重量*回熔料电阻率对应浓度)/掺杂剂浓度-------------------------公式三；

该式中掺杂剂浓度和电阻率对应关系引用GB/T11389-92标准中公式4.1.2.3计算。

将公式一和公式二计算得到的a做比较：得到校准后的a＝0.46/0.42≈1.095；

在此基础上，在之后一炉拉制时，首棒拉制完成后，剩余锅中料的电阻率还依据公式一计算，但此时的a取校准后的数值。

本发明的方法不管晶棒是达到收尾长度收尾后加料或是等径失败提出后加料，均可准确的计算出埚中料的电阻率，然后把埚中剩余重量和其电阻率输入到掺杂剂计算表回熔料栏中，计算出掺杂剂用量，按此法可保证2棒、3棒……等棒的电阻率与1棒的接近。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对结合实施例展开论述，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些实施例获得其他的方案。

本发明实施例提供了一种连续拉制单晶棒剩余锅中料电阻率计算方法，其特征在于该方法依据以下公式计算得到：

剩余锅中料电阻率＝头部计算电阻率*(1-B/A)(^{1-分凝系数)*}分凝系数*a；--------公式一；

其中：头部计算电阻率为拉制形成的硅棒的实测电阻率，单位为Ωmm；

B为硅棒拉制后的实际重量，单位为kg；

A为锅中投料量，单位为kg；

分凝系数由原材料决定，已知原材料，则分凝系数为已知；

a为校准系数，在计算第一棒硅棒拉制完成后锅中料电阻率时，加入的料位纯多晶硅，默认a＝1。

2.如权利要求1所述的连续拉制单晶棒剩余锅中料电阻率计算方法，其特征在于：在计算下一棒硅棒拉制完成后锅中剩余电阻率时，所述公式一种的校准系数a是被校准后的系数，校准方式为依据二棒拉制完后实测的头部电阻率来反推锅中料的电阻率，反推方法如下：

回熔料电阻率对应浓度＝(投料量*所需电阻率对应浓度/分凝系数-掺杂剂重量*掺杂剂浓度)/回熔料重量-------------------------公式二；

其中的掺杂剂重量，依据以下公式计算得到：

掺杂剂重量＝(投料量*所需电阻率对应浓度/分凝系数-回熔料重量*回熔料电阻率对应浓度)/掺杂剂浓度-------------------------公式三；

该式中掺杂剂浓度和电阻率对应关系引用GB/T11389-92标准中公式4.1.2.3计算。

将公式一和公式二计算得到的a做比较：得到校准后的a＝0.46/0.42≈1.095；

在此基础上，在之后一炉拉制时，首棒拉制完成后，剩余锅中料的电阻率还依据公式一计算，但此时的a取校准后的数值。

实施例一

如拉制掺磷N型单晶，分凝系数0.38，利用本发明的方法计算锅中料电阻率的方法及校准系数a确认过程如下：

1.第一炉：投纯多晶拉制第一棒和第二棒，第一棒剩余埚中料电阻率按公式一计算，默认校准系数a＝1，头部电阻率按3控制，如下表：

二棒实际头部电阻率差异较一棒离设定要远，因投的为纯多晶，所以引起二棒电阻率差异主要是剩余埚中料电阻率不准影响的，用二棒实际电阻率按照公式二和三反推一棒拉完埚底料电阻率，同等掺杂剂量，得到一棒埚中料的电阻率为0.46，则校准系数后a＝0.46/0.42≈1.095。

2.第二炉：投纯多晶拉制第一棒和第二棒，拉制第二棒时一棒剩余埚中料按公式一计算，此时校准系数a＝1.095，头部电阻率按3控制，如下表：

二棒实际头部电阻率稍有差异，因投的为纯多晶，所以引起二棒电阻率差异主要是剩余埚中料电阻率不准影响的，用二棒实际电阻率按照公式二和三反推一棒拉完埚底料电阻率，同等掺杂剂量，由于二棒实测电阻率2.89，反推埚底料电阻率应该为0.419，则校准系数a＝0.446/0.419≈1.067，则校准系数a按照前两炉的平均值进行第三炉的应用，校准系数a＝(1.095+1.067)/2＝1.081；

以此类推，在之后每一炉拉制硅棒时，均使用更新后的校准系数a。

当然，也可在多拉制一炉再次确认一次校准系数，按照此方法可以使一棒、二棒，三棒···头部电阻率差异在10％以内。

以上所揭露的仅为本专利文件较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种连续拉制单晶棒剩余锅中料电阻率计算方法，其特征在于该方法依据以下公式计算得到：

剩余锅中料电阻率=头部计算电阻率*(1-B/A)(^{1-分凝系数)*}分凝系数*a；--------公式一；

其中：头部计算电阻率为拉制形成的硅棒的实测电阻率，单位为Ωmm；

B为硅棒拉制后的实际重量，单位为kg；

A为锅中投料量，单位为kg；

分凝系数由原材料决定，已知原材料，则分凝系数为已知；

a为校准系数，在计算第一棒硅棒拉制完成后锅中料电阻率时，加入的料位纯多晶硅，默认a=1。

2.如权利要求1所述的连续拉制单晶棒剩余锅中料电阻率计算方法，其特征在于：在计算下一棒硅棒拉制完成后锅中剩余电阻率时，所述公式一种的校准系数a是被校准后的系数，校准方式为依据二棒拉制完后实测的头部电阻率来反推锅中料的电阻率，反推方法如下：

回熔料电阻率对应浓度=（投料量*所需电阻率对应浓度/分凝系数-掺杂剂重量*掺杂剂浓度）/回熔料重量-------------------------公式二；

其中的掺杂剂重量，依据以下公式计算得到：

掺杂剂重量=（投料量*所需电阻率对应浓度/分凝系数-回熔料重量*回熔料电阻率对应浓度）/掺杂剂浓度-------------------------公式三；

该式中掺杂剂浓度和电阻率对应关系引用GB/T11389-92标准中公式4.1.2.3计算；

将公式一和公式二计算得到的a做比较：得到校准后的a=0.46/0.42≈1.095；

在此基础上，在之后一炉拉制时，首棒拉制完成后，剩余锅中料的电阻率还依据公式一计算，但此时的a取校准后的数值。