一种单晶硅棒的拉制方法及单晶硅棒与流程

技术特征：
1.一种单晶硅棒的拉制方法，其特征在于，所述方法包括：将设定质量的多晶硅熔料和第一预设质量的掺杂剂放置于石英坩埚中加热熔化形成硅熔液后，拉制第一预设长度的第一单晶硅棒节；当所述第一单晶硅棒节收尾时，在所述第一单晶硅棒节的尾部生长出带水平肩部的晶体；提升所述第一单晶硅棒节至副炉室冷却后，将第二预设质量的所述掺杂剂放置在所述晶体的水平肩部处；通过下降所述第一单晶硅棒节使所述晶体完全浸入剩余的所述硅熔液中并熔化后，拉制第二预设长度的第二单晶硅棒节。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将设定质量的多晶硅熔料和第一预设质量的掺杂剂放置于石英坩埚中加热熔化形成硅熔液后，拉制第一预设长度的第一单晶硅棒节，包括：在所述多晶硅熔料的质量m一定的情况下，获取所述掺杂剂的第一预设质量m1；将质量m的所述多晶硅熔料和第一预设质量m1的所述掺杂剂加入石英坩埚中加热熔化形成硅熔液后，采用直拉法拉制所述第一单晶硅棒节s1，且在等径生长阶段监测所述第一单晶硅棒节s1的生长长度；当所述第一单晶硅棒节s1的生长长度达到所述第一预设长度l1时，对所述第一单晶硅棒节s1进行收尾工序操作。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述多晶硅熔料的质量m一定的情况下，获取所述掺杂剂的第一预设质量m1，包括：通过式(1)计算获得所述掺杂剂的第一预设质量m1：其中，ρ'表示基准单晶硅棒s'的电阻率；m'表示所述基准单晶硅棒s'中所述掺杂剂的质量；ρ1表示所述第一单晶硅棒节s1的电阻率。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将质量m的所述多晶硅熔料和第一预设质量m1的所述掺杂剂加入石英坩埚中加热熔化形成硅熔液后，采用直拉法拉制所述第一单晶硅棒节s1，且在等径生长阶段监测所述第一单晶硅棒节s1的生长长度，包括：采用直拉法拉制所述第一单晶硅棒节s1时，在等径生长阶段通过监测籽晶缆上升的距离来确定所述第一单晶硅棒节s1的生长长度。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所述第一单晶硅棒节收尾时，在所述第一单晶硅棒节的尾部生长出带水平肩部的晶体，包括：在所述第一单晶硅棒节s1收尾的末期，加快所述第一单晶硅棒节s1的上升速度，并进行引晶及缩颈工序操作；当所述第一单晶硅棒节s1的尾部生长出一段细颈后，进行放肩操作，使得所述细颈的末端生长出水平肩部；当生长出所述水平肩部后，进行快速收尾工序操作，以在所述第一单晶硅棒节s1的尾部生长出带水平肩部的晶体s”。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提升所述第一单晶硅棒节至副炉室冷却后，将第二预设质量的所述掺杂剂放置在所述晶体的水平肩部处，包括：通过提升籽晶缆以使得所述第一单晶硅棒节s1移动至副炉室且冷却后，将所述第二预设质量的所述掺杂剂放置在所述晶体的水平肩部处。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二预设质量m2的计算方法，包括：根据所述第一单晶硅棒节s1的尺寸参数，计算获得所述第一单晶硅棒节s1的质量其中，d1表示所述第一单晶硅棒节s1的直径，λ表示所述第一单晶硅棒节的密度；根据所述第一单晶硅棒节s1的质量m1，计算获得所述石英坩埚中剩余硅熔液的质量m2＝m
‑
m1；根据式(2)，推导计算得到所述第一单晶硅棒节s1中包含的所述掺杂剂的质量m1'：其中，a表示所述掺杂剂在所述硅熔液中的分凝系数；m
1”表示所述剩余硅熔液中包含的所述掺杂剂的质量，且m
1”＝m1‑
m1'；根据式(3)，计算获得当多晶硅质量为m时所述第二单晶硅棒节s2对应的掺杂量m2'：其中，ρ2表示所述第二单晶硅棒节s2的电阻率；根据式(4)，计算获得质量为m2的硅熔液中包含的所述掺杂剂的质量m
2”：根据所述掺杂量m
2”以及所述剩余硅熔液中的掺杂量m
1”，计算获得需要补充的所述掺杂剂的第二预设质量m2＝m2”‑
m
1”。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过下降所述第一单晶硅棒节使所述晶体完全浸入剩余的硅熔液中并熔化后，拉制第二预设长度的第二单晶硅棒节，包括：下降所述第一单晶硅棒节s1使得放置在所述晶体上的掺杂剂完全浸入在所述剩余的硅熔液中并熔化后，采用直拉法拉制所述第二单晶硅棒节s2，并在等径生长阶段监测所述第二单晶硅棒节s2的生长长度；当所述第二单晶硅棒节s2的生长长度为所述第二预设长度l2时，对所述第二单晶硅棒节s2进行收尾工序操作。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述下降所述第一单晶硅棒节s1使得放置在所述晶体上的掺杂剂完全浸入在所述剩余的硅熔液中并熔化后，采用直拉法拉制所述第二单晶硅棒节s2，并在等径生长阶段监测所述第二单晶硅棒节s2的生长长度，包括：采用直拉法拉制所述第二单晶硅棒节s2时，在等径生长阶段通过监测籽晶缆上升的距离来确定所述第二单晶硅棒节s2的生长长度。
10.一种单晶硅棒，其特征在于，所述单晶硅棒是根据权利要求1至9中任一项所述的拉制方法制备而得。

技术总结
本发明实施例公开了一种单晶硅棒的拉制方法及单晶硅棒，所述方法包括：将设定质量的多晶硅熔料和第一预设质量的掺杂剂放置于石英坩埚中加热熔化形成硅熔液后，拉制第一预设长度的第一单晶硅棒节；当所述第一单晶硅棒节收尾时，在所述第一单晶硅棒节的尾部生长出带水平肩部的晶体；提升所述第一单晶硅棒节至副炉室冷却后，将第二预设质量的所述掺杂剂放置在所述晶体的水平肩部处；通过下降所述第一单晶硅棒节使所述晶体完全浸入剩余的所述硅熔液中并熔化后，拉制第二预设长度的第二单晶硅棒节。棒节。棒节。


技术研发人员：孙介楠
受保护的技术使用者：西安奕斯伟材料科技有限公司
技术研发日：2021.07.07
技术公布日：2021/10/8