CN118600522A - 单晶硅棒放肩方法及单晶硅棒 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种单晶硅棒放肩方法，涉及单晶硅技术领域。该方法包括：在单晶硅棒的放肩长度在第一长度区间时，以埚升的速度设置为0mm/h的方式对所述单晶硅棒进行放肩操作；在所述单晶硅棒的放肩长度在第二长度区间时，将埚升的速度从0mm/h提升至第一速度；在所述单晶硅棒的放肩长度在第三长度区间时，将埚升的速度从所述第一速度提升至第二速度；在所述单晶硅棒的放肩长度超过所述第三长度区间，且所述单晶硅棒的直径未达到目标直径时，保持埚升的速度为所述第二速度不变；在所述单晶硅棒的直径达到所述目标直径时，结束放肩操作。本申请实施例可以实现在放肩结束后，液口距提前接近等径液口距，达到增效提产的目的。

Description

单晶硅棒放肩方法及单晶硅棒

技术领域

本申请涉及单晶硅技术领域，尤其涉及一种单晶硅棒放肩方法。

背景技术

直拉法(Czochalski，Cz法)是常用的单晶硅制备工艺，通过在熔化的硅熔液中插入有一定晶向的籽晶，通过引细晶消除原生位错，利用结晶前沿的过冷度驱动硅原子按顺序排列在固液界面的硅固体上，形成单晶硅棒。直拉法制备单晶硅棒的工艺主要包括：熔料、引晶、放肩、转肩、等径、收尾。

放肩是指在引晶完成后通过适当降低拉速和温度使晶体直径逐渐长大至目标直径的过程。

现有技术在放肩过程中，以12英寸的单晶硅棒为例，采用埚升放肩时，一般在肩长80mm左右开始，在肩长150mm处设置为最大埚升(行业值一般在5-7mm/h)，在肩长180mm左右完成放肩过程。之后，在进入等径工艺后，头部设置大埚升开始补偿液口距至目标液口距，其补偿到位的长度一般在等径550mm左右，此种情况下，加大了等径头部的变化量，增加了头部断线的风险。

发明内容

本申请实施例提供一种单晶硅棒放肩方法及单晶硅棒，以解决或缓解现有技术中的一项或更多项技术问题。

作为本申请实施例的一个方面，本申请实施例提供一种单晶硅棒放肩方法，包括：

在单晶硅棒的放肩长度在第一长度区间时，以埚升的速度设置为0mm/h的方式对所述单晶硅棒进行放肩操作；

在所述单晶硅棒的放肩长度在第二长度区间时，将埚升的速度从0mm/h提升至第一速度；

在所述单晶硅棒的放肩长度在第三长度区间时，将埚升的速度从所述第一速度提升至第二速度；

在所述单晶硅棒的放肩长度超过所述第三长度区间，且所述单晶硅棒的直径未达到目标直径时，保持埚升的速度为所述第二速度不变；

在所述单晶硅棒的直径达到所述目标直径时，结束放肩操作；

其中，所述第一速度为4-7mm/h，所述第二速度为13-15mm/h，所述第三长度区间的下限值为70-80mm中的任意一个，所述第一长度区间、所述第二长度区间及所述第三长度区间组成连续不断的长度区间。

一种实施方式中，所述第一长度区间为[0,40)mm，所述第二长度区间为[40,80)mm，所述第三长度区间为[80,130)mm。

一种实施方式中，在所述单晶硅棒的放肩长度为40-60mm时，埚升的速度为0-2mm/h；

在所述单晶硅棒的放肩长度为60-80mm时，埚升的速度为2-4mm/h。

一种实施方式中，在所述单晶硅棒的放肩长度为80-90mm时，埚升的速度为4-6mm/h；

在所述单晶硅棒的放肩长度为90-100mm时，埚升的速度为6-7mm/h；

在所述单晶硅棒的放肩长度为100-110mm时，埚升的速度为7-9mm/h；

在所述单晶硅棒的放肩长度为110-120mm时，埚升的速度为9-11mm/h；

在所述单晶硅棒的放肩长度为120-130mm时，埚升的速度为11-13mm/h。

一种实施方式中，所述方法还包括：

在单晶硅棒的放肩长度在第一长度区间时，所述单晶硅棒的提拉速度为45-70mm/h；

在单晶硅棒的放肩长度在第二长度区间时，所述单晶硅棒的提拉速度为50-65mm/h；

在单晶硅棒的放肩长度在第三长度区间时，所述单晶硅棒的提拉速度为50-55mm/h。

一种实施方式中，所述方法还包括：

在单晶硅棒的放肩长度在第一长度区间时，加热器的降温量为0-4.5kw；

在单晶硅棒的放肩长度在第二长度区间时，加热器的降温量为4.5-6kw；

在单晶硅棒的放肩长度在第二长度区间时，加热器的降温量为6-8kw。

一种实施方式中，在单晶硅棒的放肩长度为0mm时，加热器的降温量为2.5kw；

在单晶硅棒的放肩长度大于0mm且小于40mm时，加热器的降温量为2.5kw-4.5kw。

一种实施方式中，所述方法还包括：

在放肩操作中，设定埚转为4-5rpm。

一种实施方式中，在所述单晶硅棒的放肩长度在第二长度区间时，以第一预设斜率逐渐将埚升的速度从0mm/h提升至所述第一速度；

在所述单晶硅棒的放肩长度在第三长度区间时，以第二预设斜率逐渐将埚升的速度从所述第一速度提升至所述第二速度。

作为本申请实施例的另一个方面，本申请实施例还提供一种单晶硅棒，所述单晶硅棒采用直拉法制备工艺制备得到，所述直拉法制备工艺包括所述的单晶硅棒放肩方法。

本申请实施例提供的技术方案具有如下优势：

在放肩过程的初期(放肩长度在第一长度区间)，以埚升的速度设置为0mm/h的方式对单晶硅棒进行放肩操作，从而确保单晶炉内热场温度的稳定，便于放肩过程的初期对肩型控制，减少发生位错的风险。在放肩过程的中前期(放肩长度在第二长度区间)，开始以小埚升(埚升的速度小于第一速度)对单晶硅棒进行放肩操作，从而在不影响肩型控制前提下加快放肩速度。在放肩过程的中后期(放肩长度在第三长度区间)开始采用大埚升(埚升的速度大于第一速度且小于第二速度)对单晶硅棒进行放肩操作。由于在放肩过程的中后期，肩型已稳定，基本上不再会发生位错，此时，采用大埚升对单晶硅棒进行放肩操作即可以实现在放肩结束后，液口距提前接近等径液口距。这样，当进入等径工艺后，将基本不用再对液口距进行补偿，进而减少了单晶硅棒出现头部断线的风险。此外，由于液口距提前达到等径液口距，因此，在进入等径工艺时，将可以提前采用大的提拉速度让单晶硅棒进行等径生长，从而降低等径生长阶段的生长时间，达到增效提产的目的。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本申请范围的限制。

图1示出根据本申请一实施例的单晶硅棒放肩方法的示意性流程图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本申请的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

本申请的名称解释：

位错：位错是晶体中的一种线缺陷，它是晶体中已滑移与未滑移区之间的边界构成，或是以伯格斯回路闭合性破坏来表征的缺陷。在硅单晶生长的开始阶段，籽晶中原有的位错和籽晶与熔体熔接时引入的位错，在生长的晶体中会继续延伸，在晶体生长过程中，固液界面附近存在不熔固态颗粒，也易引入位错，尤其当热场温度梯度较大，在晶体中产生较大的热应力时，更易产生位错并使其增殖。

放肩操作：在引晶完成后，通过适当降低提拉速度和单晶炉内的热场温度，从而使得单晶硅棒的直径逐渐长大至目标直径的过程称为放肩操作。

埚升的速度：坩埚上升的速度。

提拉速度：提拉单晶硅棒的速度。

加热器的降温量：为在放肩过程中，加热器的当前功率与开始放肩时加热器的功率之间的差值。

埚转：单晶炉内坩埚的转动速度。

液口距：指的是单晶炉内的导热筒与单晶炉内的熔液的液面之间的垂直距离。

图1示出根据本申请一实施例的单晶硅棒放肩方法的示意性流程图。如图1所示，该单晶硅棒放肩方法包括：

S100，在单晶硅棒的放肩长度在第一长度区间时，以埚升的速度设置为0mm/h的方式对所述单晶硅棒进行放肩操作。

本申请实施例中，在拉晶过程中，在引晶完成后，需要适当降低提拉速度和单晶炉内的热场温度，从而使得单晶硅棒的直径逐渐长大至目标直径，这个过程称为放肩操作。其中，单晶硅棒的直径越大，放肩操作的过程也越长。

放肩长度为在放肩操作中，使得单晶硅棒的直径逐渐长大至目标直径，形成所谓的“肩部”的长度。

第一长度区间为预先设定的，其可以根据实际情况进行设定与修改。

在一个示例中，所述第一长度区间为[0,40)mm(毫米)，其代表放肩长度大于或者等于0mm且小于40mm。在其他示例中，所述第一长度区间也可以为其他范围值，比如为[0,30)mm、[0,50)mm等，本申请实施例中不作限定。

本申请实施例中，单晶硅棒从引晶工艺结束后开始进入到放肩工艺，一直到放肩长度达到所述第一长度区间的上限值为止，都会以埚升的速度设置为0mm/h(毫米/小时)的方式对所述单晶硅棒进行放肩操作，即在放肩长度达到第一长度区间的上限值之前，都不会让坩埚上升，而是保持坩埚静止不动。

本申请实施例中，通过在放肩过程的初期，以埚升的速度设置为0mm/h的方式对单晶硅棒进行放肩操作，从而确保单晶炉内热场温度的稳定，便于放肩过程的初期对肩型控制，减少发生位错的风险。

S110，在所述单晶硅棒的放肩长度在第二长度区间时，将埚升的速度从0mm/h提升至第一速度。

本申请实施例中，在放肩过程中，当单晶硅棒的放肩长度超过第一长度区间开始进入到第二长度区间时，则会采用埚升放肩方式继续进行放肩操作。其中，所述埚升放肩方式指的是在放肩过程中，让坩埚持续上升。

第二长度区间也是预先设定的，其可以根据实际情况进行设定与修改。

在一个示例中，所述第二长度区间为[40,80)mm，其代表放肩长度大于或者等于40mm且小于80mm。在其他示例中，所述第二长度区间也可以为其他范围值，比如为[30,70)mm、[30,85)mm、[40,90)mm等，本申请实施例中不作限定。

所述第一速度为预先设定的速度值，其代表所述单晶硅棒在放肩长度达到所述第二长度区间的上限值时，坩埚的上升速度。

本申请实施例中，所述第一速度可以根据实际情况进行设定与修改。所述第一速度可以为4-7mm/h(毫米/小时)，包括该速度范围内的任一点值，比如，4mm/h、4.5mm/h、5mm/h、6mm/h、7mm/h等。

本申请实施例中，当所述单晶硅棒的放肩长度在第二长度区间时，坩埚的上升速度会逐渐从0mm/h提升至所述第一速度，即在单晶硅棒的放肩长度刚刚达到第二长度区间的下限值时，坩埚在坩埚升降系统的带动下会开始向上逐渐加速上升，并在单晶硅棒的放肩长度达到第二长度区间的上限值时，此时坩埚的上升速度达到所述第一速度。

需要说明的是，坩埚的上升速度从0mm/h提升至所述第一速度的过程中，其在该整个过程的速度提升方式可以为均匀加速提升；也可以为非均匀加速提升；甚至可以在部分提升过程为均匀加速提升，部分提升过程为非均匀加速提升，部分提升过程为保持速度不变。

在一个示例中，以第一速度为4mm/h、第二长度区间为[40,80)mm为例，在将埚升的速度从0mm/h提升至4mm/h的过程中，可以采用图下表一所示的梯度方式逐渐将埚升的速度从0mm/h提升至4mm/h。

放肩长度	40mm	50mm	60mm	70mm	80mm
						埚升的速度	0mm/h	1mm/h	2mm/h	3mm/h	4mm/h

表一

在另一个示例中，仍以第一速度为4mm/h、第二长度区间为[40,80)mm为例，在将埚升的速度从0mm/h提升至4mm/h的过程中，可以采用图下表二所示的非梯度方式逐渐将埚升的速度从0mm/h提升至4mm/h。

放肩长度	40mm	50mm	60mm	70mm	80mm
						埚升的速度	0mm/h	1.5mm/h	2.5mm/h	3mm/h	4mm/h

表二

本申请实施例中，通过在放肩过程的中前期(放肩长度在第二长度区间)，开始以小埚升(埚升的速度小于第一速度)对单晶硅棒进行放肩操作，从而在不影响肩型控制前提下加快放肩速度。

S120，在所述单晶硅棒的放肩长度在第三长度区间时，将埚升的速度从所述第一速度提升至第二速度。

本申请实施例中，在放肩过程中，当单晶硅棒的放肩长度超过第二长度区间开始进入到第三长度区间时，会继续采用埚升放肩方式继续进行放肩操作。

第三长度区间也是预先设定的，其可以根据实际情况进行设定与修改。所述第三长度区间的下限值可以为70-80mm中的任意一个，即所述第三长度区间的下限值可以为70mm、75mm、80mm等。

需要说明的是，所述第一长度区间、所述第二长度区间及所述第三长度区间组成连续不断的长度区间，即所述第一长度区间的上限值为所述第二长度区间的下限值，所述第二长度区间的上限值为所述第三长度区间的下限值。

在一个示例中，所述第三长度区间为[80,130)mm，其代表放肩长度大于或者等于80mm且小于130mm。在其他示例中，所述第三长度区间也可以为其他范围值，比如为[70,130)mm、[80,120)mm、[80,140)mm等，本申请实施例中不作限定。

所述第二速度为预先设定的速度值，其代表所述单晶硅棒在放肩长度达到所述第三长度区间的上限值时，坩埚的上升速度。

本申请实施例中，所述第二速度可以根据实际情况进行设定与修改。所述第二速度可以为13-15mm/h，包括该速度范围内的任一点值，比如，13mm/h、13.5mm/h、14mm/h、14.5mm/h、15mm/h等。

本申请实施例中，当所述单晶硅棒的放肩长度在第三长度区间时，坩埚的上升速度会逐渐从所述第一速度继续提升至所述第二速度，即在单晶硅棒的放肩长度刚刚达到第三长度区间的下限值时，坩埚在坩埚升降系统的带动下会继续向上逐渐加速上升，并在单晶硅棒的放肩长度达到第三长度区间的上限值时，此时坩埚的上升速度达到所述第二速度。

需要说明的是，坩埚的上升速度从所述第一速度提升至所述第二速度的过程中，其在该整个过程的速度提升方式可以为均匀加速提升；也可以为非均匀加速提升；甚至可以在部分提升过程为均匀加速提升，部分提升过程为非均匀加速提升，部分提升过程为保持速度不变。

S130，在所述单晶硅棒的放肩长度超过所述第三长度区间，且所述单晶硅棒的直径未达到目标直径时，保持埚升的速度为所述第二速度不变。

本申请实施例中，在放肩过程中，当单晶硅棒的放肩长度超过第三长度区间，即放肩长度超过所述第三长度区间的上限值时，会保持埚升的速度为所述第二速度不变继续进行放肩操作，直到放肩长度达到所述单晶硅棒所需的目标直径为止。

所述目标直径为所述单晶硅棒中的“肩部”的最大直径，其值与所述单晶硅棒的规格有关，不同规格的单晶硅棒对应的目标直径不同，其具体值在本实施例中不作限定。一般而言，所述目标直径比所述单晶硅棒的等径直径小10mm左右。

S140，在所述单晶硅棒的直径达到所述目标直径时，结束放肩操作。

本申请实施例中，当所述单晶硅棒的直径达到所述目标直径时，放肩操作即可以结束，接下来进入转肩、等径、收尾的步骤，在完成单晶拉制过程后，得到所述单晶硅棒。

本申请实施例中，通过在放肩过程的初期(放肩长度在第一长度区间)，以埚升的速度设置为0mm/h的方式对单晶硅棒进行放肩操作，从而确保单晶炉内热场温度的稳定，便于放肩过程的初期对肩型控制，减少发生位错的风险。在放肩过程的中前期(放肩长度在第二长度区间)，开始以小埚升(埚升的速度小于第一速度)对单晶硅棒进行放肩操作，从而在不影响肩型控制前提下加快放肩速度。在放肩过程的中后期(放肩长度在第三长度区间)开始采用大埚升(埚升的速度大于第一速度且小于第二速度)对单晶硅棒进行放肩操作。由于在放肩过程的中后期，肩型已稳定，基本上不再会发生位错，此时，采用大埚升对单晶硅棒进行放肩操作即可以实现在放肩结束后，液口距提前接近等径液口距。这样，当进入等径工艺后，将基本不用再对液口距进行补偿，进而减少了单晶硅棒出现头部断线的风险。此外，由于液口距提前达到等径液口距，因此，在进入等径工艺时，将可以提前采用大的提拉速度让单晶硅棒进行等径生长，从而降低等径生长阶段的生长时间，达到增效提产的目的。除此之外，本申请实施例中，通过采用大埚升进行放肩操作，其在放肩后期，液口距位置会更近，而液口距更近，就会使得单晶炉排出的气体在一定程度上受阻，造成单晶炉内的热量不能及时被带走，这个过程相当于一个升温的过程，这样，在放肩时将会更容易，从而提升了放肩成功率。

在一种实施方式中，在所述单晶硅棒的放肩长度为40-60mm时，埚升的速度为0-2mm/h；在所述单晶硅棒的放肩长度为60-80mm时，埚升的速度为2-4mm/h。

本申请实施例中，当所述单晶硅棒的放肩长度为40-60mm时，埚升的速度为0-2mm/h中的任一点值，比如，0.5mm/h、1mm/h、1.5mm/h、1.8mm/h等。

需要说明的是，在单晶硅棒的放肩长度从40mm变化至60mm的过程中，坩埚的上升速度会从0mm/h提升至2mm/h。

当所述单晶硅棒的放肩长度为60-80mm时，埚升的速度为2-4mm/h中的任一点值，比如，2mm/h、2.5mm/h、3.5mm/h、3.8mm/h等。

需要说明的是，在单晶硅棒的放肩长度从60mm变化至80mm的过程中，坩埚的上升速度会从2mm/h提升至4mm/h。

本申请实施例中，通过在不同的分段长度区间采用不同埚升的速度对单晶硅棒进行放肩操作，从而可以更加有效控制晶体肩部的形状和角度，避免因降温过快导致的晶体结构变化，减少位错的产生，以及可以在不影响肩型控制前提下加快放肩速度。

在一种实施方式中，在所述单晶硅棒的放肩长度为80-90mm时，埚升的速度为4-6mm/h；在所述单晶硅棒的放肩长度为90-100mm时，埚升的速度为6-7mm/h；在所述单晶硅棒的放肩长度为100-110mm时，埚升的速度为7-9mm/h；在所述单晶硅棒的放肩长度为110-120mm时，埚升的速度为9-11mm/h；在所述单晶硅棒的放肩长度为120-130mm时，埚升的速度为11-13mm/h。

本申请实施例中，当所述单晶硅棒的放肩长度为80-90mm时，埚升的速度为4-6mm/h中的任一点值，比如，4mm/h、4.5mm/h、5mm/h、5.8mm/h等。

需要说明的是，在单晶硅棒的放肩长度从80mm变化至90mm的过程中，坩埚的上升速度会从4mm/h提升至6mm/h。

当所述单晶硅棒的放肩长度为90-100mm时，埚升的速度为6-7mm/h中的任一点值，比如，6.2mm/h、6.4mm/h、6.5mm/h、6.8mm/h等。

需要说明的是，在单晶硅棒的放肩长度从90mm变化至100mm的过程中，坩埚的上升速度会从6mm/h提升至7mm/h。

当所述单晶硅棒的放肩长度为100-110mm时，埚升的速度为7-9mm/h中的任一点值，比如，7.2mm/h、7.8mm/h、8.5mm/h、8.8mm/h等。

需要说明的是，在单晶硅棒的放肩长度从100mm变化至110mm的过程中，坩埚的上升速度会从7mm/h提升至9mm/h。

当所述单晶硅棒的放肩长度为110-120mm时，埚升的速度为9-11mm/h中的任一点值，比如，9.2mm/h、9.8mm/h、10.5mm/h、10.8mm/h等。

需要说明的是，在单晶硅棒的放肩长度从110mm变化至120mm的过程中，坩埚的上升速度会从9mm/h提升至11mm/h。

当所述单晶硅棒的放肩长度为120-130mm时，埚升的速度为11-13mm/h中的任一点值，比如，11.2mm/h、11.8mm/h、12.5mm/h、12.8mm/h等。

需要说明的是，在单晶硅棒的放肩长度从120mm变化至130mm的过程中，坩埚的上升速度会从11mm/h提升至13mm/h。

本申请实施例中，通过在不同的分段长度区间采用不同埚升的速度对单晶硅棒进行放肩操作，从而可以更加有效控制晶体肩部的形状和角度，以及通过采用通过采用大埚升对单晶硅棒进行放肩操作实现在放肩结束后，液口距提前接近等径液口距。

在一种实施方式中，所述方法还包括：在单晶硅棒的放肩长度在第一长度区间时，所述单晶硅棒的提拉速度为45-70mm/h；在单晶硅棒的放肩长度在第二长度区间时，所述单晶硅棒的提拉速度为50-65mm/h；在单晶硅棒的放肩长度在第三长度区间时，所述单晶硅棒的提拉速度为50-55mm/h。

本申请实施例中，当单晶硅棒的放肩长度在第一长度区间时，提拉速度可以为45-70mm/h的任一点值，比如，45mm/h、50mm/h、65mm/h、70mm/h等。

当单晶硅棒的放肩长度在第二长度区间时，提拉速度可以为50-65mm/h的任一点值，比如，50mm/h、55mm/h、60mm/h、65mm/h等。

当单晶硅棒的放肩长度在第三长度区间时，提拉速度可以为50-55mm/h的任一点值，比如，50mm/h、52mm/h、53mm/h、55mm/h等。

在一示例中，在放肩过程中，为了使得单晶炉内的热场的径向梯度温度更加稳定，可以基于放肩长度设定基准提拉速度，设定的放肩长度与基准提拉速度的对应关系如下表3所示：

放肩长度(mm)	基准提拉速度(mm/h)
		0	63
10	60
		20	53
40	53
		60	53
80	50
		90	50
100	50
		110	50
120	50
		130	50

表3

需要说明的是，在基于放肩长度设定基准提拉速度来控制热场的径向梯度温度时，会根据晶体直径的斜率变化来调整实际的提拉速度。当通过实际斜率与目标斜率的差值判断计算实际提拉速度的输出时，若实际斜率＞设定值，则会基于设定的基准提拉速度提升提拉速度，若实际斜率＜设定值，则会基于设定的基准提拉速度降低提拉速度。

本实施例中，通过在不同的长度区间，设置不同的提拉速度，从而更好地实现对单晶硅棒的“肩部”的形状的控制，便于单晶硅棒的生长。

在一种实施方式中，所述方法还包括：在单晶硅棒的放肩长度在第一长度区间时，加热器的降温量为0-4.5kw；在单晶硅棒的放肩长度在第二长度区间时，加热器的降温量为4.5-6kw；在单晶硅棒的放肩长度在第二长度区间时，加热器的降温量为6-8kw。

本申请实施例中，当所述单晶硅棒的放肩长度为第一长度区间中的任意点值时，加热器可以降低0-4.5kw(千瓦)中的任一点值的降温量，比如，1kw、2kw、3kw、4kw、4.5kw等。

本申请实施例中，当所述单晶硅棒的放肩长度为第二长度区间中的任意点值时，加热器可以降低4.5-6kw中的任一点值的降温量，比如，4.5kw、5kw、5.5kw、6kw等。

本申请实施例中，当所述单晶硅棒的放肩长度为第三长度区间中的任意点值时，加热器可以降低6-8kw中的任一点值的降温量，比如，6kw、6.5kw、7kw、8kw等。

需要说明的是，上述所述的降温量为在放肩过程中，加热器的当前功率与开始放肩时加热器的功率之间的差值。

本实施例中，通过在不同的长度区间，对加热器的降温量不同，从而实现对单硅晶棒的生长速度和结构进行控制，减少单硅晶棒内部的应力和缺陷，提高单硅晶棒的纯度、均匀性和稳定性。

需要说明的是，加热器在降温时，可以采用梯度降温方式进行降温也可以采用非梯度方式进行降温，在本实施例中不作限定。

在一种实施方式中，在单晶硅棒的放肩长度为0mm时，加热器的降温量为2.5kw；在单晶硅棒的放肩长度大于0mm且小于40mm时，加热器的降温量为2.5kw-4.5kw。

本申请实施例中，由于加热器的降温对于调整热场温度具有滞后性，因此，在本实施例中，为了可以得到更加稳定的热场温度，在放肩长度为0mm时，会先提前将加热器的功率降低2.5kw。这样，在单晶硅棒的放肩长度大于0mm且小于40mm时，只需使得加热器的功率继续降低2.5kw-4.5kw即可，以维持稳定的热场温度。

本申请实施例中，通过上述降温方式，可以使得单晶炉内中的热场温度更加稳定。

在一种实施方式中，所述方法还包括：在放肩操作中，设定埚转为4-5rpm(转/分钟)。

本申请实施例中，埚转可以为4-5rpm的任一点值，比如，4rpm、4.5rpm、5rpm等。

本申请实施例中，通过在放肩操作中，设定单晶炉内坩埚的转动速度为4-5rpm，从而有效抑制硅熔液的热对流，为单晶硅棒的生长提供稳定热系统，且可以使得杂质在单晶硅棒中分布更加均匀。

在一种实施方式中，在所述单晶硅棒的放肩长度在第二长度区间时，以第一预设斜率逐渐将埚升的速度从0mm/h提升至所述第一速度；在所述单晶硅棒的放肩长度在第三长度区间时，以第二预设斜率逐渐将埚升的速度从所述第一速度提升至所述第二速度。

所述第一预设斜率可以根据第二长度区间与所述第一速度进行确定，所述第一预设斜率＝所述第一速度/(所述第二长度区间的上限值-所述第二长度区间的下限值)。

作为一个示例，当所述第一速度为5mm/h，第二长度区间为[40,80)mm时，则所述第一预设斜率＝5/(80-40)＝0.125。

所述第二预设斜率可以根据第三长度区间与所述第一速度及所述第二速度进行确定，所述第二预设斜率＝(所述第二速度-所述第一速度)/(所述第三长度区间的上限值-所述第三长度区间的下限值)。

作为一个示例，当所述第一速度为5mm/h，所述第二速度为13mm/h，第三长度区间为[80,130)mm时，则所述第二预设斜率＝(13-5)/(130-80)＝0.16。

本申请实施例中，通过在将埚升的速度提升过程中，根据预设斜率逐渐实现对埚升的速度的提升，从而使得单晶炉中的热场温度保持温度。

本申请实施例中还提供了一种单晶硅棒，所述单晶硅棒采用直拉法制备工艺制备得到，所述直拉法制备工艺包括上述所述的单晶硅棒放肩方法。

在本说明书的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种单晶硅棒放肩方法，其特征在于，包括：

在单晶硅棒的放肩长度在第一长度区间时，以埚升的速度设置为0mm/h的方式对所述单晶硅棒进行放肩操作；

在所述单晶硅棒的放肩长度在第二长度区间时，将埚升的速度从0mm/h提升至第一速度；

在所述单晶硅棒的放肩长度在第三长度区间时，将埚升的速度从所述第一速度提升至第二速度；

在所述单晶硅棒的放肩长度超过所述第三长度区间，且所述单晶硅棒的直径未达到目标直径时，保持埚升的速度为所述第二速度不变；

在所述单晶硅棒的直径达到所述目标直径时，结束放肩操作；

其中，所述第一速度为4-7mm/h，所述第二速度为13-15mm/h，所述第三长度区间的下限值为70-80mm中的任意一个，所述第一长度区间、所述第二长度区间及所述第三长度区间组成连续不断的长度区间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一长度区间为[0,40)mm，所述第二长度区间为[40,80)mm，所述第三长度区间为[80,130)mm。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述单晶硅棒的放肩长度为40-60mm时，埚升的速度为0-2mm/h；

在所述单晶硅棒的放肩长度为60-80mm时，埚升的速度为2-4mm/h。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述单晶硅棒的放肩长度为80-90mm时，埚升的速度为4-6mm/h；

在所述单晶硅棒的放肩长度为90-100mm时，埚升的速度为6-7mm/h；

在所述单晶硅棒的放肩长度为100-110mm时，埚升的速度为7-9mm/h；

在所述单晶硅棒的放肩长度为110-120mm时，埚升的速度为9-11mm/h；

在所述单晶硅棒的放肩长度为120-130mm时，埚升的速度为11-13mm/h。

5.根据权利要求2至4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在单晶硅棒的放肩长度在第一长度区间时，所述单晶硅棒的提拉速度为45-70mm/h；

在单晶硅棒的放肩长度在第二长度区间时，所述单晶硅棒的提拉速度为50-65mm/h；

在单晶硅棒的放肩长度在第三长度区间时，所述单晶硅棒的提拉速度为50-55mm/h。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在单晶硅棒的放肩长度在第一长度区间时，加热器的降温量为0-4.5kw；

在单晶硅棒的放肩长度在第二长度区间时，加热器的降温量为4.5-6kw；

在单晶硅棒的放肩长度在第二长度区间时，加热器的降温量为6-8kw。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在单晶硅棒的放肩长度为0mm时，加热器的降温量为2.5kw；

在单晶硅棒的放肩长度大于0mm且小于40mm时，加热器的降温量为2.5kw-4.5kw。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在放肩操作中，设定埚转为4-5rpm。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述单晶硅棒的放肩长度在第二长度区间时，以第一预设斜率逐渐将埚升的速度从0mm/h提升至所述第一速度；

在所述单晶硅棒的放肩长度在第三长度区间时，以第二预设斜率逐渐将埚升的速度从所述第一速度提升至所述第二速度。

10.一种单晶硅棒，其特征在于，所述单晶硅棒采用直拉法制备工艺制备得到，所述直拉法制备工艺包括权利要求1至9任一项所述的单晶硅棒放肩方法。