CN115182042A - 一种用于增加拉棒长度的大尺寸掺镓单晶生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于增加拉棒长度的大尺寸掺镓单晶生产方法，具体步骤包括：拉棒长度由1500mm拉伸到1800mm时，逐步将炉压从15torr缓降至10torr持续保持，实现低压挥发；2500mm拉伸到2800mm时，逐步将等径功率升高1kw，高温加速挥发；等径2800mm拉伸到3300mn长度段，将拉晶埚转从9转降至6转，快速升温快速挥发，同时将氩气流量从80slpm缓慢增加至120slpm；完结段，等径5000mm开始至5400mm长度段，逐步将等径液口距放大2mm，增加挥发气体流通面积，使液面挥发气体加速流走。本发明的优点是增大掺杂剂的挥发，提高尾部电阻，延长有效拉棒长度，提高单产。
Description
技术领域
本发明涉及光伏制造技术领域，尤其涉及一种用于增加拉棒长度的大尺寸掺镓单晶生产方法。
背景技术
就当前单晶行业发展趋势来看，大尺寸掺镓单晶的研发是行业内的风向标，而大尺寸掺镓单晶在研发到量产过程中最大的技术壁垒就是投料量限制问题。在行业内留埚量做的最好的控制在42%以内，使有效产出时间相对有限，无法实现工序工时最大化生产，导致同规格热场限产量瓶颈无法突破，制约单晶行业内掺镓单产，其中留埚量比例是指拉有效棒长埚里剩料量除以总投料量。
发明内容
本发明目的就是为了解决现有掺镓单晶有效拉棒长度短、单产低的问题，提供了一种用于增加拉棒长度的大尺寸掺镓单晶生产方法，在等径工序下增大掺杂剂的挥发，使等径尾部电阻提高，进而延长有效拉棒长度，增大产出工序工时，实现提高单产的目的。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于增加拉棒长度的大尺寸掺镓单晶生产方法，具体步骤如下，包括：
（1）拉棒的初始氩气流量为80slpm，初始炉压为15torr；
（2）当拉棒长度由1500mm拉伸到1800mm时，逐步降低炉压，将炉压从15torr缓降至10torr持续保持，实现低压挥发；
（3）当拉棒长度由2500mm拉伸到2800mm时，逐步将等径功率升高1kw，实现高温加速挥发效果；
（4）等径2800mm拉伸到3300mn长度段，将拉晶埚转从9转降至6转，实现快速升温快速挥发效果，同时将氩气流量从80slpm缓慢增加至120slpm；
（5）循环段可由3300mm继续拉制至3450mm，针对完结段，等径5000mm开始至5400mm长度段，逐步将等径液口距放大2mm，增加挥发气体流通面积，使液面挥发气体加速流走，最后完结段可由5400mm继续拉制至5500mm。
进一步地，所述步骤（3）时，当拉棒长度由2500mm拉伸到2800mm时，温补由0℃上升至1℃，并随着拉棒长度由2800mm向6000mm增加，温补以1℃为增量逐渐递增至10℃。
进一步地，所述步骤（1）中，当拉棒长度由0拉伸至150mm时，将拉晶埚转从6转升至9转。
进一步地，所述步骤（1）中，当拉棒长度由0拉伸至300mm时，液口距由25mm缩小至20mm，且一直保持直到拉棒长度为5000mm。
进一步地，所述步骤（4）中，等径2800mm拉伸到3100mm长度段，将拉晶埚转从9转将至7.5转。
进一步地，所述步骤（4）中，等径2800mm拉伸到3100mm长度段，将氩气流量从80slpm缓慢增加至100slpm。
本发明中所述循环段意为掺镓单晶拉制时的中间棒，完结段意为掺镓单晶拉制时的最后一段。
本发明的技术方案中，通过采用低压挥发原理调整拉晶工艺，改变等径工序炉压、氩气、埚转、液口距等工艺参数，达到高温低压挥发条件，使硅熔液中的部分掺杂剂随一氧化硅的挥发一并带走，在等径工序下增大掺杂剂的挥发，提高了尾部单晶电阻率，增加了有效拉晶棒长度，进而有效提高单产。
附图说明
图1为本发明的用于增加拉棒长度的大尺寸掺镓单晶生产方法工艺参数表；
图2为工艺调整前后的尾部单晶电阻率变化图。
具体实施方式
实施例1
为使本发明更加清楚明白，下面结合附图对本发明的一种用于增加拉棒长度的大尺寸掺镓单晶生产方法进一步说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1，一种用于增加拉棒长度的大尺寸掺镓单晶生产方法，具体步骤如下，其特征在于，包括：
（1）拉棒的初始氩气流量为80slpm，初始炉压为15torr，当拉棒长度由0拉伸至150mm时，将拉晶埚转从6转升至9转，当拉棒长度由0拉伸至300mm时，液口距由25mm缩小至20mm且持续保持不变；
（2）当拉棒长度由1500mm拉伸到1800mm时，逐步降低炉压，将炉压从15torr缓降至10torr持续保持，实现低压挥发；
（3）当拉棒长度由2500mm拉伸到2800mm时，逐步将等径功率升高1kw，温补由0℃上升至1℃，并随着拉棒长度由2800mm向6000mm增加，温补以1℃为增量逐渐递增至10℃，实现高温加速挥发效果；
（4）等径2800mm拉伸到3100mm长度段，将拉晶埚转从9转将至7.5转，同时将氩气流量从80slpm缓慢增加至100slpm，等径3100mm拉伸到3300mn长度段，将拉晶埚转从7.5转降至6转，实现快速升温快速挥发效果，同时将氩气流量从80slpm缓慢增加至120slpm；
（5）循环段可由3300mm继续拉制至3450mm，针对完结段，等径5000mm开始至5400mm长度段，逐步将等径液口距放大2mm，增加挥发气体流通面积，使液面挥发气体加速流走，最后完结段可由5400mm继续拉制至5500mm。
参见图2，本发明在等径工序下调整炉压、氩气、埚转、液口距工艺参数，使的等径温度平缓提升，同时炉压平缓下降。通过工艺参数调整实现掺杂剂的挥发量有效控制，达到稳定可量化的挥发，在后续等径过程中掺杂剂镓的挥发量逐步升高，尾部电阻率下降速率也逐步减小，这样达到尾部临界电阻时单长度较原工艺下延长150mm。
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 (6)
1.一种用于增加拉棒长度的大尺寸掺镓单晶生产方法，具体步骤如下，其特征在于，包括：
（1）拉棒的初始氩气流量为80slpm，初始炉压为15torr；
（2）当拉棒长度由1500mm拉伸到1800mm时，逐步降低炉压，将炉压从15torr缓降至10torr持续保持，实现低压挥发；
（3）当拉棒长度由2500mm拉伸到2800mm时，逐步将等径功率升高1kw，实现高温加速挥发效果；
（4）等径2800mm拉伸到3300mn长度段，将拉晶埚转从9转降至6转，实现快速升温快速挥发效果，同时将氩气流量从80slpm缓慢增加至120slpm；
（5）循环段可由3300mm继续拉制至3450mm，针对完结段，等径5000mm开始至5400mm长度段，逐步将等径液口距放大2mm，增加挥发气体流通面积，使液面挥发气体加速流走，最后完结段可由5400mm继续拉制至5500mm。
2.根据权利要求1所述的用于增加拉棒长度的大尺寸掺镓单晶生产方法，其特征在于：
所述步骤（3）时，当拉棒长度由2500mm拉伸到2800mm时，温补由0℃上升至1℃，并随着拉棒长度由2800mm向6000mm增加，温补以1℃为增量逐渐递增至10℃。
3.根据权利要求1或2所述的用于增加拉棒长度的大尺寸掺镓单晶生产方法，其特征在于：
所述步骤（1）中，当拉棒长度由0拉伸至150mm时，将拉晶埚转从6转升至9转。
4.根据权利要求1或2所述的用于增加拉棒长度的大尺寸掺镓单晶生产方法，其特征在于：
所述步骤（1）中，当拉棒长度由0拉伸至300mm时，液口距由25mm缩小至20mm，且一直保持直到拉棒长度为5000mm。
5.根据权利要求1或2所述的用于增加拉棒长度的大尺寸掺镓单晶生产方法，其特征在于：
所述步骤（4）中，等径2800mm拉伸到3100mm长度段，将拉晶埚转从9转将至7.5转。
6.根据权利要求1或2所述的用于增加拉棒长度的大尺寸掺镓单晶生产方法，其特征在于：
所述步骤（4）中，等径2800mm拉伸到3100mm长度段，将氩气流量从80slpm缓慢增加至100slpm。
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