CN114075691A - 籽晶生长的工艺方法 - Google Patents
籽晶生长的工艺方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114075691A CN114075691A CN202010797866.5A CN202010797866A CN114075691A CN 114075691 A CN114075691 A CN 114075691A CN 202010797866 A CN202010797866 A CN 202010797866A CN 114075691 A CN114075691 A CN 114075691A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- furnace body
- furnace
- seed crystal
- air
- crystal growth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 230000012010 growth Effects 0.000 title claims abstract description 21
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 17
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000035040 seed growth Effects 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
- C30B11/006—Controlling or regulating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B28/00—Production of homogeneous polycrystalline material with defined structure
- C30B28/04—Production of homogeneous polycrystalline material with defined structure from liquids
- C30B28/06—Production of homogeneous polycrystalline material with defined structure from liquids by normal freezing or freezing under temperature gradient
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
Abstract
本发明公开了一种籽晶生长的工艺方法，籽晶生长的工艺方法包括：将硅料放置于炉体内加热；对炉体加热至第一预定阶段，炉体内压力设定为90‑100mbar，炉体内进气量和出气量均小于10nl/min；对炉体加热至第二预定阶段，炉体内压力设定为250‑350mbar，炉体内进气量和出气量均小于10nl/min。根据本发明的籽晶生长的工艺方法，通过控制炉体内压力，且使进气量和出气量均小于10nl/min，由此可以降低气流流动速度，可以防止气流流向炉体的底部，从而可以避免气流激发炉体内底部的杂质，进而可以避免杂质与硅料融合，提升籽晶纯度。
Description
技术领域
本发明涉及类单晶工艺技术领域，尤其是涉及一种籽晶生长的工艺方法。
背景技术
类单晶的生长要求在一个完全对称的热场结构中，对称的热场结构有一个明显的特点就是熔体流动性会弱一些，在铸造过程中，当气体流到坩埚底部，坩埚底部的涂层内部含有较多的杂质，同时气体本身也会携带杂质，气体激起涂层杂质的“浮尘”，随着气体向上流动，在高温下与硅蒸气反应，形成氮化硅，碳化硅，氧化硅及其他复合氧化物等，沉积在籽晶缝隙中或者硅料上，就会显现出不同的彩色薄膜。
沉积在籽晶间的缝隙的杂质，随着气体向上流动进入上面的硅料中，但是类单晶的对称性热场结构，熔体流动性较弱，杂质很难通过分凝排到硅锭头部，而留在了硅锭中，从而检测到黑色的杂质点。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种籽晶生长的工艺方法，所述籽晶生长的工艺方法具有简单、籽晶杂质少的优点。
根据本发明实施例的籽晶生长的工艺方法，所述工艺方法包括：
将硅料放置于炉体内加热；
对所述炉体加热至第一预定阶段，所述炉体内压力设定为90-100mbar，所述炉体内进气量和出气量均小于10nl/min；
对所述炉体加热至第二预定阶段，所述炉体内压力设定为250-350mbar，所述炉体内进气量和出气量均小于10nl/min。
根据本发明实施例的籽晶生长的工艺方法，通过控制炉体内压力，且使进气量和出气量均小于10nl/min，由此可以降低气流流动速度，可以防止气流流向炉体的底部，从而可以避免气流激发炉体内底部的杂质，进而可以避免杂质与硅料融合，提升籽晶纯度。
在一些实施例中，对所述炉体加热至第二预定阶段后，对所述炉体加热至第三预定阶段，从所述第二预定阶段到所述第三预定阶段之间，所述炉体内压力设定为250-350mbar，所述炉体内进气量小于10nl/min，所述炉体内出气量为5-15nl/min。
在一些实施例中，对所述炉体加热至第三预定阶段后，对所述炉体加热至第四预定阶段，从所述第三预定阶段到所述第四预定阶段之间，所述炉体内压力设定为550-650mbar，所述炉体内进气量为55-65nl/min，所述炉体内出气量小于10nl/min。
在一些实施例中，进入所述第四预定阶段之前，所述炉体内出现熔体。
在一些实施例中，所述第四预定阶段结束之前所述炉体内硅料熔化结束。
在一些实施例中，进入所述第四预定阶段之前，所述炉体内的调压模式为进气模式；进入所述第四预定阶段之后，所述炉体内的调压模式为出气模式。
在一些实施例中，对所述炉体加热至第一预定阶段时，所述炉体内部温度为950-1050℃。
在一些实施例中，所述炉体处于所述第二预定阶段时，所述炉体内部温度大于1000℃。
在一些实施例中，在所述炉体进入所述第二阶段之前，所述炉体内的压力模式为真空模式。
在一些实施例中，在所述炉体进入所述第二阶段之后，所述炉体内的压力模式为压力模式。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的籽晶生长的工艺方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。为了方便描述，将工艺步骤进行了排序，这里的顺序仅是示例性说明，而不是对本发明的具体限制。
如图1所示，根据本发明实施例的籽晶生长的工艺方法，工艺方法的步骤包括：
S10：将硅料放置于炉体内加热。需要说明的是，可以利用炉体对硅料进行加热以提炼籽晶，硅料可以放置在炉内。在炉内部空间内，炉体内的下部空间放置有硅料，炉体内的上部空间可以供气流流动。
S20：对炉体加热至第一预定阶段，炉体内压力设定为90-100mbar，炉体内进气量和出气量均小于10nl/min。与相关技术相比，在相关技术中，当对炉体加热处于第一预定阶段时，炉体内压力设定为120mbar。需要说明的是，在炉体内空间一定的条件下，当进气量和出气量均设为小于10nl/min、再将炉内气压设定为90-100mbar时，由此可以减小炉内气流量，降低气流流动速度，可以防止气流流向炉体的底部，从而可以避免气流激发炉体内底部的杂质，进而可以避免杂质与硅料融合。
S30：对炉体加热至第二预定阶段，炉体内压力设定为250-350mbar，炉体内进气量和出气量均小于10nl/min。在对炉体进行加热的过程中，炉体可以从第一预定阶段逐步进入到第二预定阶段，炉体内压力逐渐从90-100m bar上升到250-350m bar，由此可以进一步降低气流流动速度，可以防止气流流向炉体的底部，从而可以避免气流激发炉体内底部的杂质，进而可以避免杂质与硅料融合，提升籽晶纯度。
根据本发明实施例的籽晶生长的工艺方法，通过控制炉体内压力，且使进气量和出气量均小于10nl/min，由此可以降低气流流动速度，可以防止气流流向炉体的底部，从而可以避免气流激发炉体内底部的杂质，进而可以避免杂质与硅料融合，提升籽晶纯度。
根据本发明的一些实施例，工艺方法还包括以下步骤：
S40：对炉体加热至第二预定阶段后，对炉体加热至第三预定阶段，从第二预定阶段到第三预定阶段之间，炉体内压力设定为250-350mbar，炉体内进气量小于10nl/min，炉体内出气量为5-15nl/min。
S50：对炉体加热至第三预定阶段后，炉体内出现熔体；进入第四预定阶段之前，炉体内的调压模式为进气模式，然后对炉体加热至第四预定阶段，进入第四预定阶段之后，炉体内的调压模式为出气模式。从第三预定阶段到第四预定阶段之间，炉体内压力设定为550-650mbar，炉体内进气量为55-65nl/min，炉体内出气量小于10nl/min。需要说明的是，第四预定阶段结束之前炉体内硅料熔化结束。
在一些实施例中，在步骤S10中，对炉体加热至第一预定阶段时，炉体内部温度为950-1050℃。在步骤S20中，炉体处于第二预定阶段时，炉体内部温度大于1000℃。由此，可以进一步降低炉体内气流流动速度。
为了进一步降低炉体内气流流动速度，在一些实施例中，在炉体进入第二阶段之前，炉体内的压力模式为真空模式，在炉体进入第二阶段之后，炉体内的压力模式为压力模式。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种籽晶生长的工艺方法，其特征在于，所述工艺方法包括：
将硅料放置于炉体内加热；
对所述炉体加热至第一预定阶段，所述炉体内压力设定为90-100mbar，所述炉体内进气量和出气量均小于10nl/min；
对所述炉体加热至第二预定阶段，所述炉体内压力设定为250-350mbar，所述炉体内进气量和出气量均小于10nl/min。
2.根据权利要求1所述的籽晶生长的工艺方法，其特征在于，对所述炉体加热至第二预定阶段后，对所述炉体加热至第三预定阶段，从所述第二预定阶段到所述第三预定阶段之间，所述炉体内压力设定为250-350mbar，所述炉体内进气量小于10nl/min，所述炉体内出气量为5-15nl/min。
3.根据权利要求2所述的籽晶生长的工艺方法，其特征在于，对所述炉体加热至第三预定阶段后，对所述炉体加热至第四预定阶段，从所述第三预定阶段到所述第四预定阶段之间，所述炉体内压力设定为550-650mbar，所述炉体内进气量为55-65nl/min，所述炉体内出气量小于10nl/min。
4.根据权利要求3所述的籽晶生长的工艺方法，其特征在于，进入所述第四预定阶段之前，所述炉体内出现熔体。
5.根据权利要求3所述的籽晶生长的工艺方法，其特征在于，所述第四预定阶段结束之前所述炉体内硅料熔化结束。
6.根据权利要求3所述的籽晶生长的工艺方法，其特征在于，进入所述第四预定阶段之前，所述炉体内的调压模式为进气模式；
进入所述第四预定阶段之后，所述炉体内的调压模式为出气模式。
7.根据权利要求1所述的籽晶生长的工艺方法，其特征在于，对所述炉体加热至第一预定阶段时，所述炉体内部温度为950-1050℃。
8.根据权利要求1所述的籽晶生长的工艺方法，其特征在于，所述炉体处于所述第二预定阶段时，所述炉体内部温度大于1000℃。
9.根据权利要求1所述的籽晶生长的工艺方法，其特征在于，在所述炉体进入所述第二阶段之前，所述炉体内的压力模式为真空模式。
10.根据权利要求1所述的籽晶生长的工艺方法，其特征在于，在所述炉体进入所述第二阶段之后，所述炉体内的压力模式为压力模式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010797866.5A CN114075691A (zh) | 2020-08-10 | 2020-08-10 | 籽晶生长的工艺方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010797866.5A CN114075691A (zh) | 2020-08-10 | 2020-08-10 | 籽晶生长的工艺方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114075691A true CN114075691A (zh) | 2022-02-22 |
Family
ID=80279710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010797866.5A Pending CN114075691A (zh) | 2020-08-10 | 2020-08-10 | 籽晶生长的工艺方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114075691A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102703968A (zh) * | 2012-06-05 | 2012-10-03 | 湖南红太阳光电科技有限公司 | 一种铸造单晶过程中通过气流控制籽晶熔化程度的方法及装置 |
| CN102936747A (zh) * | 2012-12-07 | 2013-02-20 | 天威新能源控股有限公司 | 一种采用大尺寸坩埚铸锭类单晶的方法 |
| CN103088406A (zh) * | 2011-11-01 | 2013-05-08 | 阿特斯(中国)投资有限公司 | 一种籽晶的制备方法及类单晶硅锭的铸造方法 |
| US20150023866A1 (en) * | 2013-07-22 | 2015-01-22 | Rubicon Technology, Inc. | Method and system of producing large oxide crystals from a melt |
-
2020
- 2020-08-10 CN CN202010797866.5A patent/CN114075691A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103088406A (zh) * | 2011-11-01 | 2013-05-08 | 阿特斯(中国)投资有限公司 | 一种籽晶的制备方法及类单晶硅锭的铸造方法 |
| CN102703968A (zh) * | 2012-06-05 | 2012-10-03 | 湖南红太阳光电科技有限公司 | 一种铸造单晶过程中通过气流控制籽晶熔化程度的方法及装置 |
| CN102936747A (zh) * | 2012-12-07 | 2013-02-20 | 天威新能源控股有限公司 | 一种采用大尺寸坩埚铸锭类单晶的方法 |
| US20150023866A1 (en) * | 2013-07-22 | 2015-01-22 | Rubicon Technology, Inc. | Method and system of producing large oxide crystals from a melt |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106319620B (zh) | 一种直拉单晶的拉晶方法 | |
| CN103635613A (zh) | 通过仅掺杂初始装料而生长均匀掺杂硅锭 | |
| US8721787B2 (en) | Method for manufacturing silicon single crystal | |
| US10421121B2 (en) | Method of manufacturing Ni alloy casting and Ni alloy casting | |
| US7972439B2 (en) | Method of growing single crystals from melt | |
| CN103215633A (zh) | 一种多晶硅的铸锭方法 | |
| CN105887193A (zh) | 轴向电阻率均匀的硅单晶生长技术 | |
| CN102197166A (zh) | 蓝宝石单晶的制造方法 | |
| JPH10194718A (ja) | 太陽電池用多結晶シリコン・インゴットの製造方法 | |
| CN106283178A (zh) | 一种大尺寸提拉法单晶生长设计和控制方法 | |
| JP2011184250A (ja) | シリコン結晶成長用ルツボ、シリコン結晶成長用ルツボ製造方法、及びシリコン結晶成長方法 | |
| KR20180016480A (ko) | 실리콘 단결정 제조 방법 | |
| WO2008050524A1 (fr) | Dispositif de production d'un cristal unique et procédé de production d'un cristal unique | |
| CN202297866U (zh) | 多晶硅铸锭炉的氩气降温装置 | |
| JP4548306B2 (ja) | シリコン単結晶の製造方法 | |
| CN114075691A (zh) | 籽晶生长的工艺方法 | |
| CN101709506A (zh) | 一种单晶炉热场的排气方法和装置 | |
| TW518374B (en) | Apparatus and method for producing single crystal ingot by Czochralski method | |
| KR20100016435A (ko) | 실리콘 단결정 인상용 석영유리 도가니 및 그 제조방법 | |
| JP4358555B2 (ja) | シリコン単結晶引上用石英ガラスルツボとその引上方法 | |
| CN112481701B (zh) | 一种高质量碳化硅单晶的制备方法及碳化硅单晶 | |
| CN109666968B (zh) | 硅单晶的制造方法 | |
| JP5181171B2 (ja) | 半導体単結晶製造方法 | |
| CN206219712U (zh) | 一种宝石长晶炉的长晶部件及宝石长晶炉 | |
| JP4874888B2 (ja) | シリコン単結晶引上用石英ガラスルツボおよびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220222 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |