一種單晶爐引晶堝位的確定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到直拉法生產(chǎn)單晶硅棒領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種單晶爐引晶禍位的確定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體/光伏行業(yè)中，單晶爐是拉制單晶硅棒的主要設(shè)備。目前用單晶爐拉制單晶硅棒主要采用直拉法，此方法的特征是在單晶爐中裝入石墨熱場(chǎng)，把多晶硅料裝入石英坩禍中，通過(guò)石墨加熱器加熱把多晶料熔化，然后經(jīng)過(guò)引晶、轉(zhuǎn)肩、等徑、收尾等過(guò)程完成單晶棒的拉制。單晶棒直徑向大直徑方向發(fā)展，為了節(jié)能及提高產(chǎn)品質(zhì)量，目前采用的石墨熱場(chǎng)均是有熱屏的封閉熱場(chǎng)。目前封閉熱場(chǎng)判定引晶禍位的方法多是目測(cè)法，目測(cè)熱屏下沿在液面中的倒影，判定熱屏距液面的距離大約20mm。該方法誤差較大，不同人員的判定標(biāo)準(zhǔn)不一致，導(dǎo)致單晶爐拉制的每一爐次單晶硅棒的引晶禍位不一致，最終使單晶棒的質(zhì)量不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決現(xiàn)有的目測(cè)法確定引晶禍位不一致導(dǎo)致的單晶硅棒質(zhì)量不穩(wěn)定問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種單晶爐引晶禍位的確定方法，該方法能夠精準(zhǔn)的定位引晶禍位。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案為:一種單晶爐引晶禍位的確定方法，所述單晶爐引晶動(dòng)作包括兩部分，一部分為下軸通過(guò)其頂部設(shè)置的石墨坩禍帶動(dòng)裝有多晶硅的石英坩禍上下運(yùn)動(dòng)，且石英坩禍設(shè)置在石墨坩禍內(nèi)，另一部分為上軸通過(guò)其底部設(shè)置的籽晶卡頭帶動(dòng)籽晶的上下運(yùn)動(dòng)，確定引晶禍位的方法如下:
1)確定石墨i甘禍的內(nèi)徑，圓盤的外徑比石墨i甘禍上口的內(nèi)徑小2mm，確定圓盤的外徑尺寸為d ；
2)制作一外徑尺寸為d的圓盤；
3)然后將制作好的圓盤水平放置于石墨坩禍中，圓盤放置于石墨坩禍的弧度r處，關(guān)閉單晶爐；
4)上升下軸，使其帶動(dòng)石墨坩禍上升，直至圓盤上表面與熱屏下沿接觸，記錄此位置后，下降下軸20mm，并測(cè)量確認(rèn)熱屏下沿與圓盤上表面的距離為20mm ;
5)下降上軸，直至籽晶剛好接觸圓盤上表面，記錄上軸的下降行程位置S;
6)從石墨坩禍中取出圓盤，然后將裝有多晶硅料的石英坩禍裝入石墨坩禍中，加熱熔化多晶硅，待多晶硅液的液面穩(wěn)定后，下降上軸至步驟5)中記錄的上軸下降行程位置S ;
7)上升下軸，使多晶硅液的液面剛好接觸籽晶，記錄此時(shí)石英坩禍和石墨坩禍的位置，此位置即為液面距熱屏下沿20mm的引晶禍位，可依照此位置持續(xù)生產(chǎn)。
[0005]所述步驟5)在下降上軸過(guò)程中，從單晶爐前窺視孔觀察爐內(nèi)籽晶的位置，下降上軸時(shí)，剛開(kāi)始快速下降籽晶，在快要接近圓盤時(shí)以lmm/min的速度緩慢下降籽晶，待籽晶剛好接觸圓盤上表面時(shí)停止下降上軸。
[0006]所述步驟7)在上升下軸過(guò)程中，設(shè)定下軸的上升速度為lmm/min。
[0007]有益效果:本發(fā)明通過(guò)使用圓盤來(lái)精確定位引晶禍位，操作簡(jiǎn)單，所需工具易于加工、成本低廉，可應(yīng)用到所有直拉單晶爐，對(duì)于不同尺寸的熱場(chǎng)，只需要改變圓盤尺寸即可，對(duì)于同一單晶爐，調(diào)整投料量后，也可以精確定位引晶禍位，可以保證不同爐次的引晶禍位一致，拉制出的單晶棒質(zhì)量穩(wěn)定。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為單晶爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為石墨坩禍?zhǔn)疽鈭D；
附圖標(biāo)記:1、上軸，2、單晶爐前窺視孔，3、石英坩禍，4、石墨坩禍，5、下軸，6、籽晶卡頭，7、籽晶，8、熱屏，9、圓盤。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。
[0010]如圖1所示，單晶爐在拉制單晶硅棒時(shí)，石墨坩禍4安裝在下軸5之上，石英坩禍3在石墨坩禍4中，多晶硅裝入石英坩禍3中，經(jīng)過(guò)加熱熔化后，液面到熱屏8下沿的距離一般是20mm。上軸I下端與籽晶卡頭6上端連接，籽晶7裝入籽晶卡頭6中。
[0011]確定單晶爐引晶禍位的步驟如下:
1)裝料前依次把石墨坩禍4和熱屏8等熱場(chǎng)部件裝入單晶爐中，石英坩禍3先不裝入石墨坩禍4中，把圓盤9放入石墨坩禍4中；
2)用水平儀測(cè)量圓盤相對(duì)四個(gè)角的水平度，輕微調(diào)整圓盤使圓盤水平放置于石墨坩禍4中；
3)上升下軸5使圓盤9與熱屏8下沿剛好接觸，然后下軸5下降20mm，用直尺確認(rèn)熱屏8下沿到圓盤9的距離是否20mm ；
4)關(guān)閉單晶爐，下降上軸1，在下降上軸I過(guò)程中，用手電從單晶爐前窺視孔2觀察爐內(nèi)籽晶7位置，前期快速下降籽晶7，后期以lmm/min的速度緩慢下降籽晶7，使籽晶7剛好接觸圓盤9，停止下降上軸I ;
5)記錄籽晶7接觸圓盤9時(shí)的上軸I的行程；
6)打開(kāi)單晶爐，把石英坩禍3裝入石墨坩禍4中，多晶硅料裝入石英坩禍3中，抽空/檢漏，加熱熔化多晶硅，穩(wěn)定之后，下降上軸I至已記錄的上軸I行程位置；
7)設(shè)定下軸速度lmm/min緩慢上升下軸5，使液面剛好接觸籽晶7，記錄此時(shí)的坩禍位置。此坩禍位置就是液面距熱屏8下沿20mm的引晶禍位，下一爐次就可以設(shè)定此禍位為引晶禍位。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種單晶爐引晶禍位的確定方法，所述單晶爐引晶動(dòng)作包括兩部分，一部分為下軸通過(guò)其頂部設(shè)置的石墨坩禍帶動(dòng)裝有多晶硅的石英坩禍上下運(yùn)動(dòng)，且石英坩禍設(shè)置在石墨坩禍內(nèi)，另一部分為上軸通過(guò)其底部設(shè)置的籽晶卡頭帶動(dòng)籽晶的上下運(yùn)動(dòng)，其特征在于，確定引晶禍位的方法如下: 1)確定石墨i甘禍的內(nèi)徑，圓盤的外徑比石墨i甘禍上口的內(nèi)徑小2mm，確定圓盤的外徑尺寸為d ； 2)制作一外徑尺寸為d的圓盤； 3)然后將制作好的圓盤水平放置于石墨坩禍中，圓盤放置于石墨坩禍的弧度r處，關(guān)閉單晶爐； 4)上升下軸，使其帶動(dòng)石墨坩禍上升，直至圓盤上表面與熱屏下沿接觸，記錄此位置后，下降下軸20mm，并測(cè)量確認(rèn)熱屏下沿與圓盤上表面的距離為20mm ; 5)下降上軸，直至籽晶剛好接觸圓盤上表面，記錄上軸的下降行程位置S; 6)從石墨坩禍中取出圓盤，然后將裝有多晶硅料的石英坩禍裝入石墨坩禍中，加熱熔化多晶硅，待多晶硅液的液面穩(wěn)定后，下降上軸至步驟5)中記錄的上軸下降行程位置S ; 7)上升下軸，使多晶硅液的液面剛好接觸籽晶，記錄此時(shí)石英坩禍和石墨坩禍的位置，此位置即為液面距熱屏下沿20mm的引晶禍位，可依照此位置持續(xù)生產(chǎn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單晶爐引晶禍位的確定方法，其特征在于:所述步驟5)在下降上軸過(guò)程中，從單晶爐前窺視孔觀察爐內(nèi)籽晶的位置，下降上軸時(shí)，剛開(kāi)始快速下降籽晶，在快要接近圓盤時(shí)以lmm/min的速度緩慢下降籽晶，待籽晶剛好接觸圓盤上表面時(shí)停止下降上軸。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單晶爐引晶禍位的確定方法，其特征在于:所述步驟7)在上升下軸過(guò)程中，設(shè)定下軸的上升速度為lmm/min。
【專利摘要】一種單晶爐引晶堝位的確定方法，涉及到直拉法生產(chǎn)單晶硅棒領(lǐng)域，在石墨坩堝中設(shè)置一圓盤，且該圓盤的上表面與正常拉晶時(shí)液面位置相平齊，然后依次確定上軸的下降行程和下軸的上升行程，從而最終精確確定引晶堝位。本發(fā)明通過(guò)使用圓盤來(lái)精確定位引晶堝位，操作簡(jiǎn)單，所需工具易于加工、成本低廉，可應(yīng)用到所有直拉單晶爐，對(duì)于不同尺寸的熱場(chǎng)，只需要改變圓盤尺寸即可，對(duì)于同一單晶爐，調(diào)整投料量后，也可以精確定位引晶堝位，可以保證不同爐次的引晶堝位一致，拉制出的單晶棒質(zhì)量穩(wěn)定。
【IPC分類】C30B15/20, C30B29/06
【公開(kāi)號(hào)】CN104947180
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510387092
【發(fā)明人】劉要普, 史舸, 令狐鐵兵, 王新, 李京濤, 李中軍
【申請(qǐng)人】麥斯克電子材料有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年7月6日