[发明专利]一种控制生长速率提高铸锭多晶硅晶体质量的工艺

说明书

本发明涉及多晶硅技术领域，尤其是一种控制生长速率提高铸锭多晶硅晶体质量的工艺，该晶体长晶段工艺为7段，即G1—G7。其中，G1‑G2为晶体生长初期，为给硅熔体提供形核驱动动力，G3—G5为晶体生长中期，G6‑G7为晶体生长后期，利用该工艺进行铸锭可降低晶体结晶学缺陷，降低杂质，提高晶体少数载流子寿命等电学性能，提高晶体质量，促进企业降本增效，促进光伏太阳能的发展。

技术领域

本发明涉及多晶硅技术领域，尤其是一种控制生长速率提高铸锭多晶硅晶体质量的工艺。

背景技术

在众多光伏太阳能电池材料中，铸锭多晶硅由于其矿产含量丰富、生产成本低、产品质量高等原因成为光伏太阳能电池的主要材料。因此，人们加大了对铸锭多晶硅的研究，从各方面提高铸锭多晶硅晶体质量，提高铸锭多晶硅电池转换效率，从而有利于光伏太阳能的发展。

晶体生长速率影响杂质在晶体中的分凝，生长速率的快慢影响杂质分凝排杂的充分性以及晶粒的大小和数量，对晶体少数载流子寿命等电学性能产生重要影响。导致现有技术中晶体生长控制方法容易导致晶体结晶学缺陷、杂质多、晶体少数载流子寿命低等问题。铸锭多晶硅晶体生长工艺包括加热、融化、长晶、退火、冷却等步骤，其中长晶段对晶体质量具有决定性作用。晶体生长过程也是杂质分凝排出的过程，生长速率的快慢影响杂质在硅锭中的分凝，也影响晶粒的大小和数量，对晶体性能产生重要影响。现有技术中主要存在的问题为：

1、现有铸锭工艺按照固有工艺程序运行，加热工艺段采用功率控制模式，融化、长晶、退火工艺段采用温度控制模式，冷却工艺段采用功率控制模式。

2、现有铸锭工艺按照固有工艺程序运行，长晶过程中不同工艺段的温度所对应生长速率值为多少并未知晓。

3、现有铸锭工艺按照固有工艺程序运行，不能准确控制长晶过程中每一工艺段的生长速率。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种控制生长速率提高铸锭多晶硅晶体质量的工艺，利用该工艺调控加热器功率、隔热笼高度等参数控制晶体生长速率，从而达到控制晶体生长速率，降低晶体结晶学缺陷，降低杂质，提高晶体少数载流子寿命等电学性能的目的，具体技术方案如下：

一种控制生长速率提高铸锭多晶硅晶体质量的工艺，步骤如下：

G1.将细化的硅料放置到坩埚内，把坩埚转移到多晶铸锭生长炉中，先将炉内抽至真空，通过检漏之后加热，通入炉体气体，控制生长温度为1430-1435℃，加热器功率62-65kw，炉体压力600mbar，隔热笼高度7-12cm；

G2.控制生长温度为1433-1435℃，加热器功率64-65kw，炉体压力600mbar，隔热笼高度7-12cm；

G3.控制生长温度为1425-1430℃，加热器功率62-65kw，炉体压力600mbar，隔热笼高度8-16cm；

G4.控制生长温度为1428-1430℃，加热器功率62-65kw，炉体压力600mbar，隔热笼高度8-16cm；

G5.控制生长温度为1425-1430℃，加热器功率63-65kw，炉体压力600mbar，隔热笼高度8-16cm；

G6.控制生长温度为1415-1420℃，加热器功率64-65kw，炉体压力600mbar，隔热笼高度8-17cm；

G7.控制生长温度为1418-1420℃，加热器功率64-65kw，炉体压力600mbar，隔热笼高度8-17cm，退火冷却出炉。

优选的，G1中，所述炉体气体为氩气。

优选的，所述G1中晶体生长速率为0.3-0.5cm/h。

优选的，所述G2中晶体生长速率为0.5-1cm/h。