一种硅芯切割方法技术

本发明专利技术公开了一种硅芯切割方法，将多晶硅原料及杂质放入长晶炉内，长晶炉必须关闭并抽成真空后充入高纯氩气使之维持一定压力范围内，然后打开石墨加热器电源，加热至熔化温度以上,将多晶硅原料熔化，硅熔体的温度稳定之后，将籽晶慢慢浸入硅熔体中，由于籽晶与硅熔体场接触时的热应力，会使籽晶产生位错，这些位错必须利用缩颈生长使之消失掉，缩颈生长是将籽晶快速向上提升，使长出的籽晶的直径缩小到一定大小由于位错线与生长轴成一个交角，只要缩颈够长，位错便能长出晶体表面产生零位错的晶体。该硅芯切割方法，通过设置融接工艺，融接工艺解决了硅芯棒拉制过程中的提断问题，显著提高了成品率，降低了加工成本。降低了加工成本。

【技术实现步骤摘要】
一种硅芯切割方法


[0001]本专利技术涉及多晶硅
，具体为一种硅芯切割方法。

技术介绍

[0002]多晶硅，是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。
[0003]多晶硅在进行生产时需要对其进行切割，而现有的切割工艺在切割时易使硅芯棒断裂，导致硅芯棒损坏无法使用，针对这一问题需要进行改进。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种硅芯切割方法，以解决上述提出的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种硅芯切割方法，包括以下操作步骤：
[0008]S1、将多晶硅原料及杂质放入长晶炉内。
[0009]S2、长晶炉必须关闭并抽成真空后充入高纯氩气使之维持一定压力范围内，然后打开石墨加热器电源，加热至熔化温度以上,将多晶硅原料熔化。
[0010]S3、步骤S2中硅熔体的温度稳定之后，将籽晶慢慢浸入硅熔体中，由于籽晶与硅熔体场接触时的热应力，会使籽晶产生位错，这些位错必须利用缩颈生长使之消失掉，缩颈生长是将籽晶快速向上提升，使长出的籽晶的直径缩小到一定大小由于位错线与生长轴成一个交角，只要缩颈够长，位错便能长出晶体表面产生零位错的晶体。
[0011]S4、步骤S3中长完细颈之后，须降低温度与拉速，使得晶体的直径渐渐增大到所需的大小，长完细颈和肩部之后,借着拉速与温度的不断调整,可使晶棒直径维持在正负2mm之间，这段直径固定的部分即称为等径部分，单晶硅片取自于等径部分。
[0012]S5、步骤S4中长完等径部分之后，如果立刻将晶棒与液面分开，那么热应力将使得晶棒出现位错与滑移线。
[0013]S6、选用硅芯长度规格为2.6m，硅芯横截面规格为7mm
×
7mm，将其放置在硅棒切割机上进行切割工作。
[0014]S7、硅芯为纵向切割，切割方向平行于轴线，最小直径一旦小于某特定长度，离中心距离最远的硅芯由于横截面不达标只能报废。
[0015]优选的，所述步骤S2中熔化温度设置为1420℃。
[0016]优选的，所述步骤S7中得到的报废的硅芯棒通过回融、稳温和接棒工艺进行二次加工。
[0017]优选的，所述回融时硅棒边缘受热较多，熔融较快，回融后硅棒底部略显凸型，在
接棒时可以避免有气体进入融接面。
[0018]优选的，所述接棒为降低晶转，把硅棒浸入硅液，开始接棒采用低拉速，接棒后长晶长度大于20mm后逐步降低至等径功率。
[0019]优选的，所述步骤S7中切割方法具体为：将一根长度2000mm的多晶硅棒粘至切割机吊装装置上，放置24h完全凝固后，将原生多晶硅棒移动至卧式切割机进行固定开始切割，切割机初始进线速度设定为5mm/min，然后逐步将进线速度提至11mm/min，然后对已切割好的硅棒进行捆扎工作，再继续对硅棒进行切割，直至切割行进至2030mm处，至此方硅芯切割完毕。
[0020](三)有益效果
[0021]与现有技术相比，本专利技术提供了一种硅芯切割方法，具备以下有益效果：
[0022]1、该硅芯切割方法，多晶硅芯棒后期为纵向切割，提断或直径过小损失较大，严重时整炉报废，而单晶硅棒提断后，其余部分仍可作为合格品使用。
[0023]2、该硅芯切割方法，通过设置融接工艺，融接工艺解决了硅芯棒拉制过程中的提断问题，显著提高了成品率，降低了加工成本。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]本专利技术提供以下技术方案：
[0026]实施例一
[0027]一种硅芯切割方法，包括以下操作步骤：
[0028]S1、将多晶硅原料及杂质放入长晶炉内。
[0029]S2、长晶炉必须关闭并抽成真空后充入高纯氩气使之维持一定压力范围内，然后打开石墨加热器电源，加热至熔化温度以上,将多晶硅原料熔化。
[0030]S3、步骤S2中硅熔体的温度稳定之后，将籽晶慢慢浸入硅熔体中，由于籽晶与硅熔体场接触时的热应力，会使籽晶产生位错，这些位错必须利用缩颈生长使之消失掉，缩颈生长是将籽晶快速向上提升，使长出的籽晶的直径缩小到一定大小由于位错线与生长轴成一个交角，只要缩颈够长，位错便能长出晶体表面产生零位错的晶体。
[0031]S4、步骤S3中长完细颈之后，须降低温度与拉速，使得晶体的直径渐渐增大到所需的大小，长完细颈和肩部之后,借着拉速与温度的不断调整,可使晶棒直径维持在正负2mm之间，这段直径固定的部分即称为等径部分，单晶硅片取自于等径部分。
[0032]S5、步骤S4中长完等径部分之后，如果立刻将晶棒与液面分开，那么热应力将使得晶棒出现位错与滑移线。
[0033]S6、选用硅芯长度规格为2.6m，硅芯横截面规格为7mm
×
7mm，将其放置在硅棒切割机上进行切割工作。
[0034]S7、硅芯为纵向切割，切割方向平行于轴线，最小直径一旦小于某特定长度，离中心距离最远的硅芯由于横截面不达标只能报废。
[0035]步骤S2中熔化温度设置为1420℃，步骤S7中得到的报废的硅芯棒通过回融、稳温和接棒工艺进行二次加工，回融时硅棒边缘受热较多，熔融较快，回融后硅棒底部略显凸型，在接棒时可以避免有气体进入融接面，接棒为降低晶转，把硅棒浸入硅液，开始接棒采用低拉速，接棒后长晶长度大于20mm后逐步降低至等径功率，步骤S7中切割方法具体为：将一根长度2000mm的多晶硅棒粘至切割机吊装装置上，放置24h完全凝固后，将原生多晶硅棒移动至卧式切割机进行固定开始切割，切割机初始进线速度设定为5mm/min，然后逐步将进线速度提至11mm/min，然后对已切割好的硅棒进行捆扎工作，再继续对硅棒进行切割，直至切割行进至2030mm处，至此方硅芯切割完毕，多晶硅芯棒后期为纵向切割，提断或直径过小损失较大，严重时整炉报废，而单晶硅棒提断后，其余部分仍可作为合格品使用，通过设置融接工艺，融接工艺解决了硅芯棒拉制过程中的提断问题，显著提高了成品率，降低了加工成本。
[0036]实施例二
[0037]一种硅芯切割方法，包括以下操作步骤：
[0038]S1、将多晶硅原料及杂质放入长晶炉内。
[0039]S2、长晶炉必须关闭并抽成真空后充入高纯氩气使之维持一定压力范围内，然后打开石墨加热器电源，加热至熔化温度以上,将多晶硅原料熔化。
[0040]S3、步骤S2中硅熔体的温度稳定之后，将籽晶慢慢浸入硅熔体中，由于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅芯切割方法，其特征在于，包括以下操作步骤：S1、将多晶硅原料及杂质放入长晶炉内；S2、长晶炉必须关闭并抽成真空后充入高纯氩气使之维持一定压力范围内，然后打开石墨加热器电源，加热至熔化温度以上,将多晶硅原料熔化；S3、步骤S2中硅熔体的温度稳定之后，将籽晶慢慢浸入硅熔体中，由于籽晶与硅熔体场接触时的热应力，会使籽晶产生位错，这些位错必须利用缩颈生长使之消失掉，缩颈生长是将籽晶快速向上提升，使长出的籽晶的直径缩小到一定大小由于位错线与生长轴成一个交角，只要缩颈够长，位错便能长出晶体表面产生零位错的晶体；S4、步骤S3中长完细颈之后，须降低温度与拉速，使得晶体的直径渐渐增大到所需的大小，长完细颈和肩部之后,借着拉速与温度的不断调整,可使晶棒直径维持在正负2mm之间，这段直径固定的部分即称为等径部分，单晶硅片取自于等径部分；S5、步骤S4中长完等径部分之后，如果立刻将晶棒与液面分开，那么热应力将使得晶棒出现位错与滑移线；S6、选用硅芯长度规格为2.6m，硅芯横截面规格为7mm
×
7mm，将其放置在硅棒切割机上进行切割工作；S7、硅芯为纵向切割，切割方向平行于轴线，...

【专利技术属性】
技术研发人员：华宇晨，
申请(专利权)人：三谷中识先进技术无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：