硅芯制備方法和硅芯制備設備技術

本申請公開了一種硅芯制備方法和硅芯制備設備，硅芯制備方法包括以下步驟：A)將硅芯原料棒和籽晶安裝在硅芯爐腔內，關閉所述硅芯爐腔；B)對所述硅芯爐腔進行持續地抽真空，使得所述硅芯爐腔內的壓強小于標準大氣壓；和C)加熱所述硅芯原料棒產生熔區，利用所述籽晶拉制所述硅芯原料棒以便得到硅芯。因此，通過利用根據本發明專利技術實施例的硅芯制備方法，從而可以有效地降低硅芯中的P元素的含量，有效地提高硅芯的電阻率。

【技術實現步驟摘要】
硅芯制備方法和硅芯制備設備
本專利技術涉及硅芯制備領域，具體涉及一種硅芯制備方法和硅芯制備設備。
技術介紹
硅芯制備技術是通過硅芯原料棒在常壓硅芯爐中進行拉制。此種方法，首先需要在還原爐內制備出符合要求的硅芯原料棒，經過輥磨、清洗后經硅芯爐拉制成圓硅芯?，F有硅芯制備技術制造出來的硅芯的純度與硅芯原料棒相同。相關技術中，拉制硅芯的技術特點是先對硅芯爐進行抽真空，然后再充入惰性保護氣至常壓或者微正壓，之后開始對硅芯原料棒進行加熱、熔化、拉制、冷卻，整個拉制過程中持續維持常壓或者微正壓狀態。此方法拉制出的硅芯電阻率往往受硅芯原料棒純度的影響，硅芯電阻率取決于硅芯原料棒電阻率。原料棒電阻率與硅芯原料棒中的雜質有關。
技術實現思路
本專利技術是基于專利技術人對以下事實和問題的發現和認識做出的：影響硅芯的電阻率的施主雜質為P元素，硅芯中的P元素的含量越低，硅芯的電阻率越高。相關技術中，在常壓狀態下或者微正壓狀態下利用硅芯原料棒拉制硅芯。但是，在常壓狀態下和微正壓狀態下，P元素的揮發量非常小，甚至可以忽略不計，從而導致硅芯原料棒中的P元素幾乎全部進入到硅芯中。由此導致硅芯的P元素含量較高，進而導致硅芯的電阻率較低，從而造成硅芯質量不合格。本專利技術旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本專利技術的實施例提出一種硅芯制備方法。根據本專利技術實施例的硅芯制備方法，包括以下步驟：A)將硅芯原料棒和籽晶安裝在硅芯爐腔內，關閉所述硅芯爐腔；B)對所述硅芯爐腔進行持續地抽真空，使得所述硅芯爐腔內的壓強小于標準大氣壓；和C)加熱所述硅芯原料棒產生熔區，利用所述籽晶拉制所述硅芯原料棒以便得到硅芯。因此，通過利用根據本專利技術實施例的硅芯制備方法，從而可以有效地降低硅芯中的P元素的含量，有效地提高硅芯的電阻率。在一些實施例中，所述步驟A)包括：A-1)將硅芯原料棒和籽晶安裝在所述硅芯爐腔內，關閉所述硅芯爐腔；A-2)對所述硅芯爐腔進行抽真空；和A-3)使用惰性氣體對所述硅芯爐腔內進行氣體填充；可選地，重復實施步驟A-2)和步驟A-3)至少2次。在一些實施例中，所述步驟A)包括：A-4)使用壓力傳感器來檢測所述硅芯爐腔內的壓強變化，以便得到所述硅芯爐腔的漏率；可選地，檢測所述硅芯爐腔內的壓強變化的時間在1分鐘到5分鐘之間。在一些實施例中，所述步驟B)中，所述硅芯爐腔內的壓強小于3Pa；可選地，所述步驟B)中，所述硅芯爐腔內的壓強小于0.001Pa。在一些實施例中，所述步驟B)中，對所述硅芯爐腔進行持續地抽真空的同時，通入惰性氣體到所述硅芯爐腔內；可選地，所述惰性氣體包括氦氣和氬氣中的至少一種。在一些實施例中，所述步驟B)中，所述硅芯爐腔內的壓強小于100Kpa；可選地，所述硅芯爐腔內的壓強大于3Pa。在一些實施例中，還包括步驟D)，所述步驟D)包括：D-1)將所述硅芯和所述籽晶從所述硅芯爐腔內取出分開后，再次將所述硅芯和所述籽晶安裝在所述硅芯爐腔內，關閉所述硅芯爐腔；D-2)對所述硅芯爐腔進行持續地抽真空，使得所述硅芯爐腔內的壓強小于標準大氣壓；和D-3)加熱所述硅芯產生熔區進行除雜，利用所述籽晶拉制所述硅芯；可選地，重復實施步驟D-1)、步驟D-2)和步驟D-3)至少1次。本申請還提供了一種硅芯制備設備，其特征在于，包括：硅芯爐，所述硅芯爐包括底座和硅芯筒體，所述硅芯筒體安裝在所述底座上，所述硅芯筒體具有硅芯爐腔、進氣口和出氣口，所述進氣口和所述出氣口與所述硅芯爐腔連通；籽晶提拉裝置，所述籽晶提拉裝置與所述硅芯爐腔滑動連接，所述籽晶提拉裝置的一端從所述硅芯爐腔上端伸入到所述硅芯爐腔內；原料棒座，所述原料棒座位于所述硅芯爐腔內；感應線圈，所述感應線圈安裝在所述硅芯爐腔內，所述底座上設有電器控制裝置，所述感應線圈與所述電器控制裝置電連接；和第一真空發生器，所述真空發生器通過抽空管道與所述出氣口連通。在一些實施例中，所述硅芯爐腔包括上爐腔和下爐腔，所述出氣口包括上出氣口和下出氣口，所述上出氣口與所述上爐腔的上部連通，所述下出氣口與所述下爐腔的下部連通。在一些實施例中，所述第一真空發生器包括第一真空泵和第二真空泵，所述第一真空泵和第二真空泵并聯，所述第一真空泵和第二真空泵并聯中的每一者都通過所述抽空管道與所述出氣口連通，可選地，所述第一真空泵為羅茨泵，所述第二真空泵為擴散泵。在一些實施例中，還包括第二真空發生器，所述第一真空發生器為真空泵，所述第二真空發生器的一端與所述第一真空發生器連接，所述第二真空發生器的另一端通過所述抽空管道與所述出氣口連通，可選地，所述第二真空發生器為蒸汽壓縮機或蒸汽噴射泵。在一些實施例中，還包括壓力傳感器和觀察窗，所述壓力傳感器安裝在所述硅芯爐腔內，所述觀察窗安裝在所述硅芯筒體上，所述觀察窗與所述下爐腔相對設置。附圖說明圖1是根據本專利技術實施例的硅芯制備設備的結構示意圖。具體實施方式下面詳細描述本專利技術的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本專利技術，而不能理解為對本專利技術的限制。本專利技術是基于專利技術人對以下事實和問題的發現和認識做出的：影響硅芯的電阻率的施主雜質為P元素，硅芯中的P元素的含量越低，硅芯的電阻率越高。相關技術中，在常壓狀態下或者微正壓狀態下利用硅芯原料棒拉制硅芯。但是，在常壓狀態下和微正壓狀態下，P元素的揮發量非常小，甚至可以忽略不計，從而導致硅芯原料棒中的P元素幾乎全部進入到硅芯中。由此導致硅芯的P元素含量較高，進而導致硅芯的電阻率較低，從而造成硅芯質量不合格。根據本專利技術實施例的硅芯制備方法，包括以下步驟：A)將硅芯原料棒和籽晶安裝在硅芯爐腔210內，關閉硅芯爐腔210；B)對硅芯爐腔210進行持續地抽真空，使得硅芯爐腔210內的壓強小于標準大氣壓；和C)加熱硅芯原料棒產生熔區，利用籽晶拉制硅芯原料棒以便得到硅芯。也就是說，拉制硅芯的過程中，始終保持硅芯爐腔210內的壓強小于標準大氣壓。根據本專利技術實施例的硅芯制備方法通過對硅芯爐腔210進行持續地抽真空，使得在整個拉制硅芯的過程中，硅芯爐腔210中的氣體持續地被抽出。由此可以將揮發出來的P元素快速地、持續不斷地抽出210，從而可以使硅芯原料棒的熔區內的P元素持續不斷地揮發出來。由此可以有效地減少進入到硅芯中的P元素的量，從而可以有效地降低硅芯中的P元素的含量，以便提高硅芯的電阻率。因此，通過利用根據本專利技術實施例的硅芯制備方法，從而可以有效地降低硅芯中的P元素的含量，有效地提高硅芯的電阻率。通過利用根據本專利技術實施例的硅芯制備方法，可以得到電阻率大于1000Ω.cm以上的硅芯。根據本專利技術實施例的硅芯制備方法可以通過根據本專利技術實施例的硅芯制備設備100本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種硅芯制備方法，其特征在于，包括以下步驟：/nA)將硅芯原料棒和籽晶安裝在硅芯爐腔內，關閉所述硅芯爐腔；/nB)對所述硅芯爐腔進行持續地抽真空，使得所述硅芯爐腔內的壓強小于標準大氣壓；和/nC)加熱所述硅芯原料棒產生熔區，利用所述籽晶拉制所述硅芯原料棒以便得到硅芯。/n

【技術特征摘要】
1.一種硅芯制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
A)將硅芯原料棒和籽晶安裝在硅芯爐腔內，關閉所述硅芯爐腔；
B)對所述硅芯爐腔進行持續地抽真空，使得所述硅芯爐腔內的壓強小于標準大氣壓；和
C)加熱所述硅芯原料棒產生熔區，利用所述籽晶拉制所述硅芯原料棒以便得到硅芯。


2.根據權利要求1所述的硅芯制備方法，其特征在于，所述步驟A)包括：
A-1)將硅芯原料棒和籽晶安裝在所述硅芯爐腔內，關閉所述硅芯爐腔；
A-2)對所述硅芯爐腔進行抽真空；和
A-3)使用惰性氣體對所述硅芯爐腔內進行氣體填充；
可選地，重復實施步驟A-2)和步驟A-3)至少2次。


3.根據權利要求2所述的硅芯制備方法，其特征在于，所述步驟A)包括：
A-4)使用壓力傳感器來檢測所述硅芯爐腔內的壓強變化，以便得到所述硅芯爐腔的漏率；
可選地，檢測所述硅芯爐腔內的壓強變化的時間在1分鐘到5分鐘之間。


4.根據權利要求1所述的硅芯制備方法，其特征在于，所述步驟B)中，所述硅芯爐腔內的壓強小于3Pa；
可選地，所述步驟B)中，所述硅芯爐腔內的壓強小于0.001Pa。


5.根據權利要求1所述的硅芯制備方法，其特征在于，所述步驟B)中，對所述硅芯爐腔進行持續地抽真空的同時，通入惰性氣體到所述硅芯爐腔內；
可選地，所述惰性氣體包括氦氣和氬氣中的至少一種。


6.根據權利要求5所述的硅芯制備方法，其特征在于，所述步驟B)中，所述硅芯爐腔內的壓強小于100Kpa；
可選地，所述硅芯爐腔內的壓強大于3Pa。


7.根據權利要求6所述的硅芯制備方法，其特征在于，還包括步驟D)，所述步驟D)包括：
D-1)將所述硅芯和所述籽晶從所述硅芯爐腔內取出分開后，再次將所述硅芯和所述籽晶安裝在所述硅芯爐腔內，關閉所述硅芯爐腔；
D-2)對所述硅芯爐腔進行持續地抽真空，使得所述硅芯爐...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫強，張邦潔，尹杏，陳輝，萬燁，張曉偉，
申請(專利權)人：中國恩菲工程技術有限公司，洛陽中硅高科技有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11