[发明专利]采用氧化层辅助的硅片制作设备及其控制方法

权利要求书

1.一种采用氧化层辅助的硅片制作设备，包括炉体(15)，所述炉体(15)内设有用于盛放熔融硅液(9)的石英坩埚(16)，所述石英坩埚(16)的外侧周围设有加热器(8)，其特征在于，所述石英坩埚(16)的上方设有薄石英管(5)，所述薄石英管(5)的一端开口向下，另一端固定在夹持器(4)上，所述夹持器(4)和驱动电机(1)相连并可带动薄石英管(5)一起旋转升降，所述薄石英管(5)内设有气冷腔(13)，所述气冷腔(13)中通有惰性气体和氧气的混合冷却气体，所述气冷腔(13)的底部设有微细气孔(19)，所述气冷腔(13)的底部位于薄石英管(5)开口端的上方，所述薄石英管(5)的一侧设有激光切割器(12)，另一侧设有硅片承接板(6)。

2.如权利要求1所述的采用氧化层辅助的硅片制作设备，其特征在于，所述薄石英管(5)壁厚1～3mm，直径为10～30cm。

3.如权利要求1所述的采用氧化层辅助的硅片制作设备，其特征在于，所述微细气孔(19)均匀分布于整个气冷腔(13)底面，所述微细气孔(19)的孔径范围为1～20μm。

4.一种如权利要求1所述的采用氧化层辅助的硅片制作设备的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)先利用加热器(8)将石英坩埚(16)中的硅加热熔化，然后向气冷腔(13)通入惰性气体和氧气的混合冷却气体；

b)将薄石英管(5)向下的开口端浸入硅液面，使得气冷腔(13)的底部距离硅液面1～5cm；

c)硅液在薄石英管(5)的开口端处冷却形成硅片，硅片上方形成氧化层(17)；

d)控制夹持器(4)带动旋转薄石英管(5)，并将薄石英管(5)缓慢向上提升，使得硅片(10)脱离硅液面；

e)待硅片(10)位置与激光切割器(12)位置吻合时，启动激光切割器(12)对硅片处的薄石英管(5)进行切割，薄石英管(5)以一定转速进行旋转，保证薄石英管壁整个周长范围内均匀的切割,使得硅片(10)脱落至硅片承接板(6)上，并连同硅片承接板(6)一起移出至炉体(15)外。

5.如权利要求4所述的采用氧化层辅助的硅片制作设备的控制方法，其特征在于，所述步骤a)中硅加热熔化后，稳定在1417～1423℃并保持2～3小时，所述混合冷却气体的气压为100～1000Pa。

6.如权利要求5所述的采用氧化层辅助的硅片制作设备的控制方法，其特征在于，所述步骤a)的混合冷却气体中，氧气所占的重量百分含量为0.5％～5％；所述步骤c)中控制氧化层(17)的厚度范围为10～200μm，控制硅片(10)的厚度为100～200μm。

7.如权利要求4所述的采用氧化层辅助的硅片制作设备的控制方法，其特征在于，所述步骤d)中控制薄石英管(5)的旋转转速为100rpm，向上提升速率为1mm/s。

8.如权利要求7所述的采用氧化层辅助的硅片制作设备的控制方法，其特征在于，所述步骤e)中保持薄石英管(5)的旋转转速为100rpm，控制激光切割器(12)的切割缝小于0.5mm。