專利名稱：降低鑄錠多晶體內(nèi)應(yīng)力缺陷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體硅多晶鑄錠生產(chǎn)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種降低鑄錠多晶體內(nèi)應(yīng) 力缺陷的方法。
背景技術(shù)：
在太陽(yáng)能光伏領(lǐng)域，利用定向凝固的方法生產(chǎn)多晶硅錠是普遍采用的方法，其基 本原理是將多晶硅原料放置在石英陶瓷坩堝中，放置在特定的熱場(chǎng)系統(tǒng)中，加熱至完全融 化；然后從坩堝的底部開(kāi)始冷卻，硅溶液在坩堝底部開(kāi)始結(jié)晶，逐漸向上生長(zhǎng)(凝固)；完成 生長(zhǎng)過(guò)程后，通常會(huì)將熱場(chǎng)重新閉合，并將多晶鑄錠保溫一段時(shí)候后開(kāi)始冷卻。傳統(tǒng)的冷卻 方式是，從多晶鑄錠的底部空間開(kāi)始冷卻，這樣，如同長(zhǎng)晶過(guò)程的冷卻方式一樣，其弊端是: 由于晶錠(六面體)的四周及底部共五面和石英坩堝及保護(hù)石墨坩堝相接觸，形成一個(gè)U 型的保溫層，從而在晶錠體內(nèi)形成中心上凸的溫度梯度，和長(zhǎng)晶過(guò)程中在晶體中形成的溫 度梯度分布規(guī)律一致，從而不利于結(jié)晶過(guò)程中熱應(yīng)力的釋放，在晶體中產(chǎn)生滑移層錯(cuò)等晶 體缺陷，利用其制作的太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率也會(huì)受到影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中之不足，提供一種降低鑄錠多 晶體內(nèi)應(yīng)力缺陷的方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種降低鑄錠多晶體內(nèi)應(yīng)力缺陷 的方法，其降低鑄錠多晶體內(nèi)應(yīng)力缺陷的方法采取的冷卻方式為自多晶鑄錠的上部開(kāi)始冷 卻。所述的冷卻方式在晶體中形成了中心下凸的溫度階梯分布。降低鑄錠多晶體內(nèi)應(yīng)力缺陷的方法，其方法步驟為所述的將多晶硅原料放入石 英陶瓷坩堝中，多晶鑄錠完成長(zhǎng)晶過(guò)程后，將熱場(chǎng)封閉；晶體加熱后進(jìn)行退火處理；退火處 理后，將多晶鑄錠熱場(chǎng)的頂蓋開(kāi)啟，使多晶鑄錠的上表面與石英陶瓷坩堝的腔壁面發(fā)生輻 射換熱；降低石英陶瓷坩堝外的腔壁面的溫度，采用水冷卻的方式，由于腔壁面的溫度低于 多晶鑄錠的溫度，多晶鑄錠將熱量逐漸釋放給腔壁面，形成主要向上、次要向四周散熱的疊 加效果。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明改善了鑄錠多晶的冷卻過(guò)程，使得冷卻過(guò)程在晶體 內(nèi)形成的溫度梯度與長(zhǎng)晶過(guò)程中晶體體內(nèi)的溫度梯度分布方式相反，使得結(jié)晶過(guò)程的應(yīng)力 得以有效釋放，減少晶體內(nèi)滑移位錯(cuò)等晶體缺陷，從而提高電池的轉(zhuǎn)化效率，降低晶錠切成 硅片過(guò)程中翹曲、隱裂片等的比率，提高硅片制程的成品率。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本發(fā)明鑄錠多晶冷卻過(guò)程保溫狀態(tài)圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意 圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。如圖1所示的一種降低鑄錠多晶體內(nèi)應(yīng)力缺陷的方法，其方法為將多晶硅原料 放入石英陶瓷坩堝中，多晶鑄錠完成長(zhǎng)晶過(guò)程后，將熱場(chǎng)封閉；晶體加熱至一定溫度進(jìn)行退 火處理；退火處理后，將多晶鑄錠熱場(chǎng)的頂蓋開(kāi)啟，使多晶鑄錠的上表面與石英陶瓷坩堝的 腔壁面發(fā)生輻射換熱；石英陶瓷坩堝外的腔壁面降低溫度采用水冷卻的方式，由于腔壁面 的溫度低于多晶鑄錠的溫度，多晶鑄錠將熱量逐漸釋放給腔壁面，由于鑄錠四周有坩堝等 保護(hù)層，一定程度上起到了保溫作用，多晶錠向四周的散熱強(qiáng)度較少，以主要向上、次要向 四周散熱的疊加效果，在晶體中形成了中心下凸的溫度階梯分布，產(chǎn)生的熱應(yīng)力方向向上， 與長(zhǎng)晶過(guò)程形成的熱應(yīng)力方向相反，使得形成于長(zhǎng)晶過(guò)程的熱應(yīng)力得以消除，避免了晶體 中由于熱應(yīng)力產(chǎn)生的層錯(cuò)等晶體缺陷。上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人 士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明 精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種降低鑄錠多晶體內(nèi)應(yīng)力缺陷的方法，其特征在于其降低鑄錠多晶體內(nèi)應(yīng)力缺 陷的方法采取的冷卻方式為自多晶鑄錠的上部開(kāi)始冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低鑄錠多晶體內(nèi)應(yīng)力缺陷的方法，其特征在于所述的冷 卻方式在晶體中形成了中心下凸的溫度階梯分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低鑄錠多晶體內(nèi)應(yīng)力缺陷的方法，其方法步驟為所述的 將多晶硅原料放入石英陶瓷坩堝中，多晶鑄錠完成長(zhǎng)晶過(guò)程后，將熱場(chǎng)封閉；晶體加熱后進(jìn) 行退火處理；退火處理后，將多晶鑄錠熱場(chǎng)的頂蓋開(kāi)啟，使多晶鑄錠的上表面與石英陶瓷坩 堝外的腔壁面發(fā)生輻射換熱；降低石英陶瓷坩堝的腔壁面的溫度，采用水冷卻的方式，由于 腔壁面的溫度低于多晶鑄錠的溫度，多晶鑄錠將熱量逐漸釋放給腔壁面，形成主要向上、次 要向四周散熱的疊加效果。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體硅多晶鑄錠生產(chǎn)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種降低鑄錠多晶體內(nèi)應(yīng)力缺陷的方法其降低鑄錠多晶體內(nèi)應(yīng)力缺陷的方法采取的冷卻方式為自多晶鑄錠的上部開(kāi)始冷卻。本發(fā)明改善了鑄錠多晶的冷卻過(guò)程，使得結(jié)晶過(guò)程的應(yīng)力得以有效釋放，減少晶體內(nèi)滑移位錯(cuò)等晶體缺陷，提高電池的轉(zhuǎn)化效率，提高硅片制程的成品率。
文檔編號(hào)C30B28/06GK102094238SQ20101029419
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者張志強(qiáng), 黃強(qiáng), 黃振飛 申請(qǐng)人:常州天合光能有限公司