CN114232080A - 一种rcz直拉法大热场的闷炉工艺 - Google Patents

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马新星
王军磊
王艺澄
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Jiangsu Meike Solar Technology Co Ltd
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    • 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
    • C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/20—Controlling or regulating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
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Abstract

本发明公开了一种RCZ直拉法大热场的闷炉工艺，具体：（1）当单晶炉运行时间超过460h，拉多晶时间不足或炉台有其它异常，无法继续运行且主加热器可正常运行时开启闷炉工艺；（2）将埚位放置到正常引放埚位，设置主加热器功率，确保硅液上液面30分钟内液面结晶块大小不超过导流筒下沿大小，并水冷屏升到上限位；（3）在硅液上液面30分钟内液面结晶块大小不超过导流筒下沿大小的条件下，开始降坩埚位置，直至降到坩埚下限停止；（4）当硅液上液面完全结晶后主加热器在1小时内缓慢降到0kw；（5）主加热器功率降到0kw后，按正常停炉工序冷却停炉即可；该工艺简单易行，有效降低了热场件的损耗，消除了大热场闷炉时漏硅的现象。

Description

一种RCZ直拉法大热场的闷炉工艺
技术领域
本发明涉及一种闷炉工艺，具体涉及一种RCZ直拉法大热场的闷炉工艺。
背景技术
单晶炉是一种在惰性气体（氮气、氦气为主）环境中，用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法生长无错位单晶的设备。
随着需求量的增大单晶炉的也随之改变，由原来的小热场到现在RCZ直接法的单晶热场越来越大，当炉内出现异常必须闷炉处理时，按正常的操作方法关闭主加热器，容易出现埚邦、埚托、加热器等热场件损坏现象；
当情节比较严重时，会出现石英坩埚内硅液上部与下部先结晶，中部硅液后结晶，中心硅液凝固、体积膨胀引起的石英坩埚中部破裂导致的漏硅事故。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种RCZ直拉法大热场的闷炉工艺，该工艺简单易行，有效降低了热场件的损耗，消除了大热场闷炉时漏硅的现象。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种RCZ直拉法大热场的闷炉工艺，具体包括以下步骤：
（1）当单晶炉运行时间超过460h，拉多晶时间不足或炉台有其它异常，导致无法继续运行且主加热器可以正常运行时开启闷炉工艺；
（2）将埚位放置到正常引放埚位，设置主加热器功率，确保硅液上液面30分钟内液面结晶块大小不超过导流筒下沿大小，并水冷屏升到上限位；
（3）在硅液上液面30分钟内液面结晶块大小不超过导流筒下沿大小的条件下，开始自动降坩埚位置，直至降到坩埚下限停止；
（4）当硅液上液面完全结晶后主加热器在1小时内缓慢降到0kw；
（5）当主加热器功率降到0kw后，按正常停炉工序冷却停炉即可。
本发明进一步限定的技术方案为：
前述RCZ直拉法大热场的闷炉工艺中，步骤（3）降坩埚时，以每小时50mm的速度下降。
前述RCZ直拉法大热场的闷炉工艺中，在闷炉工艺中需要向炉内通过氩气。
前述RCZ直拉法大热场的闷炉工艺中，通入所述氩气的流量控制为10-100L/min，直到炉内运行到保压步骤。
前述RCZ直拉法大热场的闷炉工艺中，所述炉台的炉压控制为3-30Torr之间，直到炉内运行到保压步骤。
技术效果，一般处理方法为将真空泵开度开到最大，将氩气流量设置到150-200L/min，这样会导致氩气消耗大，费电，大大增加了能耗和成本，单晶炉拉制多根后过滤系统存在堵塞问题，炉压不好固定，如果炉压较高时，低的氩气流量会导致炉内氧化、返灰等问题，本发明控制真空泵开度到最大，单控制氩气流量为10-100L/min，减小氩气的消耗，同时控制炉压在不会导致炉内氧化、返灰等问题的基础上有效降低氩气的消耗。
本发明的有益效果是：
本发明闷炉工作中，水冷屏升到上限位，降低水冷屏对硅液面的冷却作用，从而达到分级凝固。
一般闷炉时，直接关闭主加热器，硅液密度2.54g/cm3，固体密度2.33g/cm3，硅液上下四周先结晶，中心后结晶，导致出现石英坩埚内硅液上部与下部先结晶，中部硅液后结晶，硅液凝结成硅固体时体积膨胀引起的石英坩埚中部破裂导致的漏硅事故，本发明通过降低坩埚及配合调节主加热器来使得炉内的多晶硅料形成了分级凝固，冷却为底部或中部先冷却，上部最后冷却，为硅料的二次分选、回用提供了帮助。
本发明的闷炉工艺安全、可靠，操作简单，有效防止埚邦、埚托、加热器等热场件损坏现象，避免体积膨胀引起的石英坩埚中部破裂导致的漏硅事故。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种RCZ直拉法大热场的闷炉工艺，以36吋热场闷炉为例，具体包括以下步骤：
（1）当单晶炉运行时间超过460h，拉多晶时间不足或炉台有其它异常，导致无法继续运行且主加热器可以正常运行时开启闷炉工艺；
（2）将埚位放置到正常引放埚位，设置主加热器功率为65kw（主加热器功率根据实际情况设定，确保硅液上液面30分钟内液面结晶块大小不超过导流筒下沿大小），确保硅液上液面30分钟内液面结晶块大小不超过导流筒下沿大小，并水冷屏升到上限位；
（3）在硅液上液面30分钟内液面结晶块大小不超过导流筒下沿大小的条件下，开始自动降坩埚位置，以每小时50mm的速度下降，直至降到坩埚下限停止；
（4）当硅液上液面完全结晶后主加热器在1小时内缓慢降到0kw；
（5）当主加热器功率降到0kw后，按正常停炉工序冷却停炉即可。
在本实施例中，在闷炉工艺中需要向炉内通过氩气。
在本实施例中，通入氩气的流量控制为10L/min。
在本实施例中，炉台的炉压控制为，真空泵开度设计为最大，炉压尽可能地低，炉压控制为9Torr。
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 (5)

1.一种RCZ直拉法大热场的闷炉工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）当单晶炉运行时间超过460h，拉多晶时间不足或炉台有其它异常，导致无法继续运行且主加热器可以正常运行时开启闷炉工艺；
（2）将埚位放置到正常引放埚位，设置主加热器功率，确保硅液上液面30分钟内液面结晶块大小不超过导流筒下沿大小，并水冷屏升到上限位；
（3）在硅液上液面30分钟内液面结晶块大小不超过导流筒下沿大小的条件下，开始自动降坩埚位置，直至降到坩埚下限停止；
（4）当硅液上液面完全结晶后主加热器在1小时内缓慢降到0kw；
（5）当主加热器功率降到0kw后，按正常停炉工序冷却停炉即可。
2.根据权利要求1所述的RCZ直拉法大热场的闷炉工艺，其特征在于：所述步骤（3）降坩埚时，以每小时50mm的速度下降。
3.根据权利要求1所述的RCZ直拉法大热场的闷炉工艺，其特征在于：在闷炉工艺中需要向炉内通过氩气。
4.根据权利要求3所述的RCZ直拉法大热场的闷炉工艺，其特征在于：通入所述氩气的流量控制为10-100L/min，直到炉内运行到保压步骤。
5.根据权利要求4所述的RCZ直拉法大热场的闷炉工艺，其特征在于：所述炉台的炉压控制为3-30Torr之间，直到炉内运行到保压步骤。
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