[发明专利]一种改善直拉单晶成晶方法

说明书

本发明提供一种改善直拉单晶成晶方法，包括：在直拉单晶初期装料阶段依次向石英坩埚装入硅原料和碳酸钡粉；所述石英坩埚包括本体，所述本体包括透明层和气泡层，所述透明层和所述气泡层依次从内到外设置；在所述本体外壁设有外涂层。本发明提出一种用于改善且适用于P型和N型单晶硅棒拉制的成晶方法，解决了现有技术多次在复投装料时进行重复撒入碳酸钡粉而使硅液中钡元素含量增加，导致直拉单晶成晶率低的技术问题，不仅可提高单晶拉制的成晶率，而且还可有效控制硅液中钡元素的含量，简化流程，且提高生产效率，降低生产成本。

技术领域

本发明属于直拉硅单晶技术领域，尤其是涉及一种改善直拉单晶成晶方法。

背景技术

传统使用的石英坩埚是内壁有涂层的，有涂层坩埚它的缺点是增加制埚工序、浪费工时、增加成本，而且随着长时间高温运行内涂层容易脱落，随着晶体的生长，仍会有微量的Ba元素进入到硅液中，使得正在生长中的晶体结构发生改变，产生位错，造成成晶差等。同时与碳碳坩埚接触的外壁容易被软化，使用寿命短。

申请人申请的公开专利CN109267147A中提出在拉制过程中添加碳酸钡粉，以提高单晶成晶方法，但这种方法是在每次复投时就添加一次碳酸钡粉，这种多次投放的方法不仅会增加碳酸钡粉的含量，而且还会增加硅液中钡元素的含量，降低单晶硅棒的转化效率；同时这种添加方式还会增加复投时间和生产成本。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种改善直拉单晶成晶方法，尤其是适用于P型和N型单晶硅棒的拉制，解决了现有技术多次在复投装料时进行重复撒入碳酸钡粉而使硅液中钡元素含量增加，导致直拉单晶成晶率低的技术问题，不仅可提高单晶拉制的成晶率，而且还可有效控制硅液中钡元素的含量，简化流程，且提高生产效率，降低生产成本。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种改善直拉单晶成晶方法，包括：在直拉单晶初期装料阶段依次向石英坩埚装入硅原料和碳酸钡粉；所述石英坩埚包括本体，所述本体包括透明层和气泡层，所述透明层和所述气泡层依次从内到外设置；在所述本体外壁设有外涂层。

进一步的，所述本体和所述外涂层均包括直筒部和置于所述直筒部下方的弯曲部，再所述直筒部和所述弯曲部之间设有连接部，所述直筒部、所述连接部和所述弯曲部一体设置。

进一步的，所述硅原料至少装满所述弯曲部。

进一步的，所述硅原料上端面最低位置为所述连接部与所述直筒部连接处。

进一步的，在所述硅原料上端面沿所述直筒部周缘撒入所述碳酸钡粉。

进一步的，所述碳酸钡粉重量为0.2-1g。

进一步的，所述碳酸钡粉重量为0.05g。

进一步的，所述碳酸钡粉由天平秤称重。

进一步的，所述硅原料为细颗粒多晶硅，所述硅原料粒径范围为80-120mm。进一步的，所述透明层由99.9999％的高纯度石英砂粉与少量钡粉混合制成；所述钡粉含量为0.03-0.05g/kg。

采用本发明设计的方法，在直拉单晶初期装料阶段沿石英坩埚内壁周缘一次性投放一定量的碳酸钡粉，避免多次复投时反复投放碳酸钡粉的复杂程序，可提高单晶拉制的成晶率；在拉制过程中，碳酸钡粉可在硅溶液中形成钡离子，碳酸钡粉可以对石英坩埚长时间输送钡离子，即可以使石英坩埚进行持续修复，提高单晶成晶效果。

附图说明

图1是本发明一实施例的一种石英坩埚的结构示意图；

图2是本发明一实施例的在石英坩埚初期装料时投放碳酸钡粉的位置图。

图中：