CN112301426B - 一种单晶硅棒的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种单晶硅棒的制造方法，所述单晶硅棒的制造方法包括：将原生多晶硅料装入坩埚中；加热熔化所述坩埚内的原生多晶硅料，得到原始硅液；将所述原始硅液进行提纯，得到硅液；在所述硅液中执行引晶、放肩、等径操作，以得到单晶硅棒，其中，在所述等径操作过程中发生晶棒断线时，执行重新熔化所述晶棒断线处的固态硅以及续接拉晶的操作。本发明实施例中可以提高单晶硅棒的品质，降低所述单晶硅棒的断线率，提高所述单晶硅棒的整根率。在所述单晶硅棒用于生产多晶硅时，可以相应提高所述多晶硅的品质。

Description

一种单晶硅棒的制造方法

技术领域

本发明涉及光伏技术领域，特别是涉及一种单晶硅棒的制造方法。

背景技术

随着光伏技术的发展，全球对于在光伏产业中广泛应用的多晶硅的需求也迅猛增长，在多晶硅的生产过程中，通常需要硅芯来作为热载体。为了使得硅芯具有较高生产效率和便于运输，以及具有较大的表面积以便于多晶硅沉积，硅芯往往采用方硅芯。

现有的技术中，由于单晶硅的拉晶工艺参数及辅助工艺不完善，单晶硅棒在拉制过程中存在断线率高、整根(拉制成完整的单晶硅棒)率低的特点，因此，现有的硅芯往往采用多晶铸锭、多晶圆棒等作为原料进行开方(即线切割成方形结构)制成。由于多晶铸锭杂质含量较高、质地较脆，很容易导致硅芯的开方合格率低、硅芯的品质较差，而多晶圆棒则具有拉速低，产能低，氧含量、碳含量、体表金属含量高的特点，很容易导致硅芯的生产效率较低、硅芯的品质较差。而且，采用多晶硅制成的硅芯生产多晶硅时，很容易降低多晶硅的品质。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术中，硅芯的品质较差，很容易降低多晶硅的品质的问题，本发明实施例提供了一种单晶硅棒的制造方法。

为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种单晶硅棒的制造方法，包括：

将原生多晶硅料装入坩埚中；

加热熔化所述坩埚内的原生多晶硅料，得到原始硅液；

将所述原始硅液进行提纯，得到硅液；

在所述硅液中执行引晶、放肩、等径操作，以得到单晶硅棒，其中，在所述等径操作过程中发生晶棒断线时，执行重新熔化所述晶棒断线处的固态硅以及续接拉晶的操作。

可选地，所述重新熔化所述晶棒断线处的固态硅的操作包括：

提升硅液表面温度；以及

下降晶棒，熔化所述晶棒断线处的固态硅；

所述续接拉晶的操作包括：

将所述硅液表面温度降低至目标温度；

续接拉晶，以得到单晶硅棒。

可选地，所述提升硅液表面温度的步骤，包括：

提高加热功率，且降低所述坩埚的埚位、埚转以及晶棒的晶转，以提高硅液表面温度。

可选地，所述下降晶棒，熔化所述晶棒断线处的固态硅的步骤，包括：

下降晶棒，以使所述晶棒与所述硅液接触；

静置第一预设时间，观察固液界面的光圈；

在所述光圈由小变大后又变小的情况下，按照第一预设频率和第一预设下降幅度降低所述晶棒，直至所述晶棒断线处的固态硅熔化。

可选地，所述将所述硅液表面温度降低至目标温度的步骤，包括：

再次下降所述晶棒，以使所述晶棒与所述硅液接触；

观察固液界面的光圈；

在所述光圈由大变小时，按照第二预设下降幅度依次降低加热功率，直至所述光圈的直径保持稳定，所述光圈的直径保持稳定时对应的硅液表面温度即为目标温度。

可选地，所述续接拉晶，以得到单晶硅棒的步骤，包括：

按照预设初始拉速进行拉晶，并按照第二预设频率和预设拉速提升幅度将拉速提升至目标拉速；

按照所述目标拉速进行拉晶，以得到单晶硅棒；其中，所述目标拉速低于断线前拉晶速度。

可选地，所述目标拉速为所述断线拉晶速度的40％-70％。

可选地，所述将所述原始硅液进行提纯，得到硅液的步骤，包括：

去除所述原始硅液中的未熔料块，得到中间硅液；

降低加热功率，使得所述中间硅液表面出现结晶片；

去除所述结晶片，得到硅液。

可选地，所述去除所述原始硅液中的未熔料块，得到中间硅液的步骤，包括：

将籽晶伸入所述原始硅液内与所述原始硅液内的未熔料块粘接；

将粘接有所述未熔料块的籽晶从所述原始硅液中提出，得到中间硅液；

所述去除所述结晶片，得到硅液的步骤，包括：

在所述结晶片的直径介于180-250mm时，提高加热功率；

将籽晶伸入所述中间硅液内与所述结晶片粘接；

将所述粘接有所述结晶片的籽晶从所述中间硅液内提出，得到硅液。

可选地，所述在所述硅液中执行引晶步骤之前，还包括：

调整所述坩埚的埚位，以使所述硅液的表面与热屏下沿距离20-60mm；

所述在所述硅液中执行引晶操作的步骤中，所述坩埚的埚转为至7-14转/分，所述晶棒的晶转为8-15转/分。

可选地，所述加热熔化所述坩埚内的原生多晶硅料，得到原始硅液步骤中，包括：

采用第一加热器和所述第二加热器对所述坩埚进行加热，以熔化所述坩埚内的原生多晶硅料，得到原始硅液；其中，所述第一加热器对应设置于所述坩埚的侧壁，所述第一加热器的加热功率为40-110kw，所述第二加热器对应设置于所述坩埚的底部，所述第二加热器的加热功率为40-110kw。

可选地，所述在所述硅液中执行引晶、放肩、等径操作，以得到单晶硅棒的步骤之后，还包括：

对所述单晶硅棒进行开方，得到方形单晶硅棒。

本发明实施例包括以下优点：

本发明实施例提供了一种单晶硅棒的制造方法，通过将原生多晶硅料装入坩埚中；加热熔化所述坩埚内的原生多晶硅料，得到原始硅液；将所述原始硅液进行提纯，得到硅液。所述硅液的杂质含量低、品质较好，进而，可以使得从所述硅液中拉制得到的单晶硅棒的品质可以相应较好，减小后续拉晶过程中的断线率。而且，通过在所述硅液中执行引晶、放肩、等径操作，以得到单晶硅棒，其中，所述等径操作过程中发生晶棒断线时，执行重新熔化所述晶棒断线处的固态硅并续接单晶的操作，提高所述单晶硅棒的整根率。在所述单晶硅棒直接用于生产多晶硅，或者，所述单晶硅棒用于生产方形单晶硅棒后再用于生产多晶硅时，由于所述单晶硅棒的品质较好，可以降低晶裂比例，还可以相应提高所述多晶硅的品质。

附图说明

图1是本发明的一种单晶硅棒的制造方法实施例的步骤流程图；

图2是本发明的另一种单晶硅棒的制造方法实施例的步骤流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

参照图1，示出了本发明的一种单晶硅棒的制造方法实施例的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：

步骤101：将原生多晶硅料装入坩埚中。

本发明实施例中，可以将原生多晶硅料加入单晶炉内的坩埚中，具体地，所述原生多晶硅料为纯粹的致密原生多晶，不得加入任何掺杂剂。

例如，在所述坩埚内装料时，仅允许装入致密原生多晶硅料，其他疏松料等差料以及掺杂剂等不允许加入，这样，就可以减少熔硅后得到的硅液中的杂质含量。

具体地，所述坩埚可以为石英坩埚或者石墨坩埚等，本发明实施例对于所述坩埚的具体类型可以不做限定。

步骤102：加热熔化所述坩埚内的原生多晶硅料，得到原始硅液。

本发明实施例中，可以采用第一加热器和第二加热器对所述坩埚进行加热，以熔化所述坩埚内的原生多晶硅料，得到原始硅液，具体地，所述第一加热器可以对应设置于所述坩埚的侧壁，所述第一加热器的加热功率为40-110kw，所述第二加热器可以对应设置于所述坩埚的底部，所述第二加热器的加热功率为40-110kw。

在实际应用中，在所述第一加热器的加热功率为40-110kw，所述第二加热器的加热功率为40-110kw的情况下，可以使得所述坩埚内的原生多晶硅料的熔化速度较快，提高所述单晶硅棒的制造效率，而且，可以减少熔料过程对坩埚壁的损伤。

具体地，在设备硬件条件允许的情况下，所述第一加热器的加热功率可以为90kw，所述第二加热器的加热功率可以为80kw，以使得原生多晶的熔化速度较快。

步骤103：将所述原始硅液进行提纯，得到硅液。

在实际应用中，由于所述原生多晶硅料中含有大量的难溶性或者不溶性杂质，由于上述杂质的熔点较高，因此，在所述原始多晶硅料熔化的过程中，上述杂质未能熔化，富集在所述原始硅液中的未熔料块上，或者，上述杂质熔化在所述原始硅液中。

本发明实施例中，可以对所述原始硅液进行提纯，去除所述原始硅液中的上述未熔料块和熔化在所述原始硅液中的杂质，以得到杂质含量低、品质较好硅液，进而，可以使得从所述硅液中拉制得到的单晶硅棒的品质可以相应较好。

步骤104：在所述硅液中执行引晶、放肩、等径操作，以得到单晶硅棒，其中，在所述等径操作过程中发生晶棒断线时，执行重新熔化所述晶棒断线处的固态硅以及续接拉晶的操作。

在实际应用中，可以在所述硅液中执行引晶、放肩、等径操作，以得到单晶硅棒。具体地，所述引晶的操作可以为：将籽晶伸入所述硅液，引出一定长度，直径为3～5mm的细颈，以消除结晶位错。所述放肩的操作可以为：将上述细颈的直径放大到目标直径，当细颈生长至足够长度，并且达到一定的提拉速率，即可降低拉速进行放肩。所述等径的操作具体可为：当晶体基本实现等径生长并达到目标直径时，即可拉制形成所述单晶硅棒。

本发明实施例中，在所述等径操作过程中发生晶棒断线时，可以执行重新熔化所述晶棒断线处的固态硅以及续接拉晶的操作。具体地，所述重熔续接单晶的操作可以包括：熔化所述晶棒断线处的固态硅，并续接拉晶，以提高所述单晶硅棒的整根率。

在实际应用中，所述单晶硅棒可以用于作为单晶硅芯生产多晶硅，或者，所述单晶硅棒可以进行开方后制成方形的单晶硅芯，并用所述方形的单晶硅芯生产多晶硅。

在实际应用中，由于所述单晶硅棒的品质较好，在所述单晶硅棒直接用于生产多晶硅，或者，所述单晶硅棒用于生产方形单晶硅棒后再用于生产多晶硅时，由于所述单晶硅棒的品质较好，可以降低晶裂比例，还可以相应提高所述多晶硅的品质。

综上，本发明实施例所述的单晶硅棒的制造方法至少包括以下优点：

本发明实施例提供了一种单晶硅棒的制造方法，通过将原生多晶硅料装入坩埚中；加热熔化所述坩埚内的原生多晶硅料，得到原始硅液；将所述原始硅液进行提纯，得到硅液。所述硅液杂质含量低、品质较好，进而，可以使得从所述硅液中拉制得到的单晶硅棒的品质可以相应较好，减小拉晶过程中的断线率。而且，通过在所述硅液中执行引晶、放肩、等径操作，以得到单晶硅棒，其中，所述等径操作过程中发生晶棒断线时，执行重新熔化所述晶棒断线处的固态硅以及续接拉晶的操作，可以提高所述单晶硅棒的整根率。在所述单晶硅棒直接用于生产多晶硅，或者，所述单晶硅棒用于生产方形单晶硅棒后再用于生产多晶硅时，由于所述单晶硅棒的品质较好，可以降低晶裂比例，还可以相应提高所述多晶硅的品质。

实施例二

参照图2，示出了本发明的另一种单晶硅棒的制造方法实施例的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：

步骤201：将原生多晶硅料装入坩埚中。

具体地，本步骤的具体实施过程可以参照实施例一中的步骤101执行即可，在此不做赘述。

步骤202：加热熔化所述坩埚内的原生多晶硅料，得到原始硅液。

具体地，本步骤的具体实施过程可以参照实施例一中的步骤102执行即可，在此不做赘述。

步骤203：将所述原始硅液进行提纯，得到硅液。

在实际应用中，由于所述原生多晶硅料中含有大量的难溶性或者不溶性杂质，由于上述杂质的熔点较高，因此，在所述原始多晶硅料熔化的过程中，上述杂质未能熔化，富集在所述原始硅液中的未熔料块上，或者，上述杂质熔化在所述原始硅液中。

本发明实施例中，可以通过以下步骤依次去除未能熔化的杂质和熔化在所述原始硅液中的杂质：

步骤S11：去除所述原始硅液中的未熔料块，得到中间硅液。

首先，可以将籽晶伸入所述原始硅液内与所述原始硅液内的未熔料块粘接。

具体地，可以将籽晶伸入所述原始硅液中，使之与所述原始硅液内的未熔料块接触，并且反复升降所述籽晶2-3次，以使所述未熔料块粘接在所述籽晶上。

然后，将粘接有所述未熔料块的籽晶从所述原始硅液中提出，得到中间硅液。

具体地，可以将粘接有所述未熔料块的籽晶从所述原始硅液中提出，并剪掉所述籽晶上的未熔料块，以得到去除了所述未熔料块的中间硅液。

步骤S12：降低加热功率，使得所述中间硅液表面出现结晶片。

在实际应用中，可以降低所述第一加热器、所述第二加热器的加热功率，以使熔化在所述中间硅液中的杂质结晶析出，在所述中间硅液的表面出现结晶片。

具体地，可以将所述第一加热器的加热功率降低至60kw，并将所述第二加热器的加热功率降低至40kw，以使熔化在所述中间硅液中的杂质结晶析出，在所述中间硅液的表面出现结晶片。

步骤S13：去除所述结晶片，得到硅液。

首先，在所述结晶片的直径介于180-250mm时，升高所述第一加热器、所述第二加热器的加热功率。

具体地，在所述结晶片的直径介于180-250mm时，可以认为熔化在所述中间硅液中的杂质已经充分结晶析出，此时，可以将第一加热器、第二加热器的加热功率提升至70-90kw，以使后续工序中，籽晶能够与所述结晶片能够粘接在一起。

然后，将籽晶伸入所述中间硅液内与所述结晶片粘接。

具体地，可以将籽晶伸入所述中间硅液内与所述结晶片接触并粘接，以使所述结晶片粘接在所述籽晶上。

最后，将所述粘接有所述结晶片的籽晶从所述中间硅液内提出，得到硅液。

具体地，可以将所述粘接有所述结晶片的籽晶从所述中间硅液内提出，以去除熔化在所述中间硅液中的杂质，以得到杂质含量低、品质较好硅液。

本发明实施例中，可以对所述原始硅液进行提纯，去除所述原始硅液中的上述未熔料块和熔化在所述原始硅液中的杂质，以得到杂质含量低、品质较好硅液，进而，可以使得从所述硅液中拉制得到的单晶硅棒的品质可以相应较好。

步骤204：调整所述坩埚的埚位，以使所述硅液的表面与热屏下沿距离20-60mm。

本发明实施例中，通过调整所述坩埚的埚位、埚转以及晶棒的晶转，以将所述埚位、所述埚转和所述晶转调节至适合拉晶的状态，做好拉晶的准备。

在实际应用中，可以调整所述坩埚的埚位，以使所述硅液的表面与热屏下沿距离20-60mm，并将所述坩埚的埚转调整至7-14转/分，将晶棒的晶转调整至8-15转/分，以使所述硅液的表面与热屏下沿的距离合适，并且，使得后续制造工艺中，拉晶的速度较快。

例如，本步骤中，可以将所述硅液的表面与热屏下沿的距离调整至50mm，并将所述埚转调整至12转/分，将所述晶转调整至10转/分。

步骤205：在所述硅液中执行引晶、放肩、等径操作，以得到单晶硅棒，其中，在所述等径操作过程中发生晶棒断线时，执行重新熔化所述晶棒断线处的固态硅以及续接拉晶的操作。

本发明实施例中，在放肩、等径的过程中，所述坩埚的埚转可以为7-14转/分，所述晶棒的晶转为8-15转/分，以使的拉晶的速度较快。在所述等径操作过程中发生晶棒断线时，执行重新熔化所述晶棒断线处的固态硅以及续接拉晶的操作，以提高所述单晶硅棒的整根率。具体地，所述重熔续接单晶的操作可以包括以下步骤：

步骤S21：提升硅液表面温度。

具体地，可以提高所述第一加热器和所述第二加热器的加热功率，且降低所述坩埚的埚位、埚转以及晶棒的晶转，以提高硅液表面温度。

在实际应用中，由于后续工艺中重新熔化所述晶棒上的固态硅时会导致所述坩埚内的液位上升，因此，在熔化所述晶棒上的固态硅之间，可以降低所述坩埚的埚位，以使得后续重新熔化所述晶棒上的固态硅时，所述坩埚内的液位可以较为合理。具体地，可以将所述埚位降低20-50mm。

在实际应用中，一方面，可以通过提高所述第一加热器和所述第二加热器的加热功率，以提升硅液表面温度。例如，将所述第一加热器和所述第二加热器的加热功率提高至70-90kw。

另一方面，可以通过降低所述坩埚的埚转和所述晶棒的晶转，减少炉内的温度损失，以进一步提升硅液表面温度。例如，将所述埚转降低至4-8转/分，将所述晶转降低至2-5转/分，可以减少炉内的温度损失。

在实际应用中，在提高所述第一加热器和所述第二加热器的加热功率，且降低所述坩埚的埚位、埚转以及晶棒的晶转后，可以保持20-30分钟，以使硅液表面温度充分提升。

步骤S22：下降晶棒，熔化所述晶棒断线处的固态硅。

首先，下降晶棒，以使所述晶棒与所述硅液接触。

具体地，可以下降所述晶棒，以使所述晶棒与所述硅液接触。

然后，静置第一预设时间，观察固液界面的光圈。

在实际应用中，所述第一预设时间可以为1-2分钟。具体地，在所述晶棒与所述硅液接触并静止1-2分钟后，所述晶棒与所述硅液接触的固液界面会产生光圈，所述光圈的大小变化可以反映硅在所述固液界面的结晶熔化情况，所述光圈的直径变大，说明硅在所述固液界面处于结晶的状态，所述光圈的直径变小，说明硅在所述固液界面处于熔化的状态。

最后，所述光圈由小变大后又变小的情况下，按照第一预设频率和第一预设下降幅度降低所述晶棒，直至所述晶棒断线处的固态硅熔化。

本发明实施例中，在所述光圈的直径由小变大后又变小的情况下，可以认为硅在所述固液界面处于熔化的状态，此时所述固液界面的温度已经能够使得晶棒上的固态硅熔化。在这种情况下，可以继续下降所述晶棒，直至所述晶棒断线处的固态硅熔化。

在实际应用中，可以按照第一预设频率和第一预设下降幅度依次降低所述晶棒，以充分熔化所述晶棒断线处的固态硅。

具体地，所述第一预设频率可以为10-30min/次，所述第一预设下降幅度可以小于或者等于30mm/次，本发明实施例对于所述第一预设频率和所述第一预设下降幅度的具体内容可以不做限定。

本发明实施例中，通过将所述晶棒依次下降3-5次，即可将所述晶棒断线处的固态硅完全熔化。

步骤S23：将所述硅液表面温度降低至目标温度。

首先，再次下降所述晶棒，以使所述晶棒与所述硅液接触。

在实际应用中，在将所述晶棒断线处的固态硅充分熔化之后，可以再次下降所述硅棒，以使所述晶棒与所述硅液接触。

然后，观察固液界面的光圈。

具体地，在所述晶棒与所述硅液接触后，可以观察所述固液界面的光圈，以得出硅在所述固液界面的结晶熔化情况。

最后，在所述光圈由大变小时，按照第二预设下降幅度依次降低所述第一加热器和所述第二加热器的加热功率，直至所述光圈的直径保持稳定，所述光圈的直径保持稳定时对应的硅液表面温度即为目标温度。在实际应用中，所述目标温度即为适合单晶生产的固液界面温度。

本发明实施例中，在所述光圈由大变小时，可以认为所述晶棒上的固态硅在所述固液界面处于熔化的状态，此时，可以按照第二预设下降幅度依次降低所述第一加热器和所述第二加热器的加热功率，直至所述光圈的直径保持稳定。在实际应用中，在所述光圈的直径保持稳定时，可以认为此时的硅液表面温度即为适合单晶生长的目标温度。

具体地，所述第二预设下降幅度可以为5-10kw/次，本发明实施例对于所述第二预设下降幅度的具体内容可以不做限定。

步骤S24：续接单晶，以得到单晶硅棒。

首先，按照预设初始拉速进行拉晶，并按照第二预设频率和预设拉速提升幅度将拉速提升至目标拉速。

本发明实施例中，在将所述硅液表面温度降低至所述目标温度之后，即可重新拉晶。具体地，可以按照预设初始拉速进行拉晶，并按照第二预设频率和预设拉速提升幅度将拉速提升至目标拉速；其中，所述目标拉速低于断线前拉晶速度。

在实际应用中，所述预设初始拉速可以为10mm/h，所述第二预设频率可以为10分钟/次，所述预设拉速提升幅度为10mm/h/次。也即，可以按照10mm/h的初始拉速进行拉晶，然后，每隔10分钟将拉速提升10mm/h，直至将拉速提升至目标拉速，所述目标拉速低于断线前拉晶速度。

具体地，通过将拉晶速度进行缓慢提升，且所述目标拉速低于断线前拉晶速度，可以降低所述晶棒再次断线的可能。

在实际应用中，所述目标拉速可以为晶棒断线前拉晶速度的40％-70％，以进一步降低所述晶棒再次断线的可能。例如，若晶棒断线前拉晶速度为80mm/h，则等径断线后，所述目标拉速可以为32mm/h-56mm/h。

然后，按照所述目标拉速进行拉晶，以得到单晶硅棒。

在实际应用中，在所述晶棒的拉速提升至所述目标拉速之后，可以按照所述目标拉速进行拉晶，以得到单晶硅棒。

本发明实施例中，在所述等径操作过程中发生晶棒断线时，可以执行重新熔化所述晶棒断线处的固态硅以及续接拉晶的操作，以提高所述单晶硅棒的整根率。而且，由于重熔续接单晶的操作中，可以将所述晶棒断线处的固态硅完全熔化，并且，在续接拉晶的过程中，可以降低所述晶棒再次断线的可能，这样，不仅可以提高所述单晶硅棒的品质，而且，还可以降低后续开方工艺中发生晶裂的比例，提高硅芯开方的成品率。

步骤206：对所述单晶硅棒进行开方，得到方形单晶硅棒。

本发明实施例中，可以采用线切割等制造方式对所述单晶硅棒进行开方，得到方形单晶硅棒，所述方形单晶硅棒具有较高生产效率和便于运输，以及具有较大的表面积以便于多晶硅沉积。这样，在采用所述方形单晶硅棒生产多晶硅的过程中，可以提升所述多晶硅的沉积率。

在实际应用中，由于所述单晶硅棒的品质较好，在对所述单晶硅棒进行开方的过程中，可以降低发生晶裂的比例，提高硅芯开方的成品率，进一步提升所述方形单晶硅棒的产能。

综上，本发明实施例所述的单晶硅棒的制造方法至少包括以下优点：

本发明实施例提供了一种单晶硅棒的制造方法，通过将原生多晶硅料装入坩埚中；加热熔化所述坩埚内的原生多晶，得到原始硅液；将所述原始硅液进行提纯，得到硅液。所述硅液杂质含量低、品质较好，进而，可以使得从所述硅液中拉制得到的单晶硅棒的品质可以相应较好，减小后续拉晶过程中的断线率。而且，在所述等径操作过程中发生晶棒断线时，执行重新熔化所述晶棒断线处的固态硅以及续接拉晶的操作，可以提高所述单晶硅棒的整根率，并且，由于重熔续接单晶的操作中，可以将所述晶棒断线处的固态硅完全熔化，并且，在续接单晶的过程中，可以降低所述晶棒再次断线的可能，这样，就可以进一步提高所述单晶硅棒的品质。由于所述单晶硅棒的品质较好，在对所述单晶硅棒进行开方的过程中，可以降低发生晶裂的比例，提高硅芯开方的成品率，进一步提升所述方形单晶硅棒的产能。

需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者终端设备不仅包括那些要素，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、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种单晶硅棒的制造方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及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的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种单晶硅棒的制造方法，其特征在于，包括：

将原生多晶硅料装入坩埚中；

加热熔化所述坩埚内的原生多晶硅料，得到原始硅液；

将所述原始硅液进行提纯，得到硅液；

在所述硅液中执行引晶、放肩、等径操作，以得到单晶硅棒，其中，在所述等径操作过程中发生晶棒断线时，执行重新熔化所述晶棒断线处的固态硅以及续接拉晶的操作；

其中，所述重新熔化所述晶棒断线处的固态硅的操作包括：

提升硅液表面温度，以及

下降晶棒、熔化所述晶棒断线处的固态硅；

所述下降晶棒，熔化所述晶棒断线处的固态硅的步骤，包括：

下降晶棒，以使所述晶棒与所述硅液接触；

静置第一预设时间，观察固液界面的光圈；

在所述光圈由小变大后又变小的情况下，按照第一预设频率和第一预设下降幅度降低所述晶棒，直至所述晶棒断线处的固态硅熔化。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述续接拉晶的操作包括：

将所述硅液表面温度降低至目标温度，以及

续接拉晶，以得到单晶硅棒。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述提升硅液表面温度的步骤，包括：

提高加热功率，且降低所述坩埚的埚位、埚转以及晶棒的晶转，以提升硅液表面温度。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述硅液表面温度降低至目标温度的步骤，包括：

再次下降所述晶棒，以使所述晶棒与所述硅液接触；

观察固液界面的光圈；

在所述光圈由大变小时，按照第二预设下降幅度依次降低加热功率，直至所述光圈的直径保持稳定，所述光圈的直径保持稳定时对应的硅液表面温度即为目标温度。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述续接拉晶，以得到单晶硅棒的步骤，包括：

按照预设初始拉速进行拉晶，并按照第二预设频率和预设拉速提升幅度将拉速提升至目标拉速；

按照所述目标拉速进行拉晶，以得到单晶硅棒；其中，所述目标拉速低于断线前拉晶速度。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述目标拉速为所述断线拉晶速度的40％-70％。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述原始硅液进行提纯，得到硅液的步骤，包括：

去除所述原始硅液中的未熔料块，得到中间硅液；

降低加热功率，使得所述中间硅液表面出现结晶片；

去除所述结晶片，得到硅液。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述去除所述原始硅液中的未熔料块，得到中间硅液的步骤，包括：

将籽晶伸入所述原始硅液内与所述原始硅液内的未熔料块粘接；

将粘接有所述未熔料块的籽晶从所述原始硅液中提出，得到中间硅液；

所述去除所述结晶片，得到硅液的步骤，包括：

在所述结晶片的直径介于180-250mm时，提高加热功率；

将籽晶伸入所述中间硅液内与所述结晶片粘接；

将所述粘接有所述结晶片的籽晶从所述中间硅液内提出，得到硅液。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述硅液中执行引晶操作的步骤之前，还包括：

调整所述坩埚的埚位，以使所述硅液的表面与热屏下沿距离20-60mm；

所述在所述硅液中执行引晶操作的步骤中，所述坩埚的埚转为7-14转/分，所述晶棒的晶转为8-15转/分。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述加热熔化所述坩埚内的原生多晶硅料，得到原始硅液步骤中，包括：

采用第一加热器和所述第二加热器对所述坩埚进行加热，以熔化所述坩埚内的原生多晶硅料，得到原始硅液；其中，所述第一加热器对应设置于所述坩埚的侧壁，所述第一加热器的加热功率为40-110kw，所述第二加热器对应设置于所述坩埚的底部，所述第二加热器的加热功率为40-110kw。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述在所述硅液中执行引晶、放肩、等径操作，以得到单晶硅棒的步骤之后，还包括：

对所述单晶硅棒进行开方，得到方形单晶硅棒。

Images