[发明专利]晶体硅及其制备方法

权利要求书

1.一种晶体硅的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在坩埚底部中央铺设填充料，在填充料上铺设单晶硅籽晶，形成单晶硅籽晶层，然后在填充料和单晶硅籽晶层的四周铺设多晶硅块，形成多晶硅籽晶层；

在所述单晶硅籽晶层和多晶硅籽晶层上设置熔融状态的硅料，控制所述坩埚内的温度，在所述单晶硅籽晶层熔化10%～90%时进入长晶阶段；

控制长晶时的温度，在垂直于坩埚底部方向形成由下向上逐步升高的温度梯度，使熔化的硅液沿单晶硅籽晶的晶向方向定向凝固，得到中间为单晶硅边缘为多晶硅的晶体硅。

2.根据权利要求1所述的晶体硅的制备方法，其特征在于，所述单晶硅籽晶紧密排列，且相邻的单晶硅籽晶的侧面晶向不同。

3.根据权利要求1所述的晶体硅的制备方法，其特征在于，所述单晶硅籽晶层的厚度为3～50mm。

4.根据权利要求1所述的晶体硅的制备方法，其特征在于，所述填充料的厚度为1～30mm。

5.根据权利要求1所述的晶体硅的制备方法，其特征在于，所述多晶硅籽晶层的厚度为4～80mm。

6.根据权利要求1所述的晶体硅的制备方法，其特征在于，所述填充料的熔点等于或高于硅的熔点。

7.根据权利要求1所述的晶体硅的制备方法，其特征在于，所述填充料为石英粉料或板材、碳化硅粉料或板材、氮化硅粉料或板材、硅块、硅颗粒或硅粉。

8.根据权利要求1所述的晶体硅的制备方法，其特征在于，所述在所述单晶硅籽晶层和多晶硅籽晶层上设置熔融状态的硅料为：在所述单晶硅籽晶层和多晶硅籽晶层上装载固体硅料，对所述坩埚进行加热使得所述固体硅料熔融，使所述熔融状态的硅料设置于所述单晶硅籽晶层和多晶硅籽晶层表面。

9.根据权利要求1所述的晶体硅的制备方法，其特征在于，所述在所述单晶硅籽晶层和多晶硅籽晶层上设置熔融状态的硅料为：在另一个坩埚中加热固体硅料，制得熔融状态的硅料，将所述熔融状态的硅料浇注至所述铺设有单晶硅籽晶层和多晶硅籽晶层的坩埚内，使所述熔融状态的硅料设置于所述单晶硅籽晶层和多晶硅籽晶层表面。

10.一种晶体硅，其特征在于，所述晶体硅是通过如权利要求1至9中任一权利要求所述的晶体硅的制备方法制得的。