大直徑石墨熱場單晶生長工藝的研究
蘇金玉 昝武 陳潔 阮善斌 程小理
（特變電工新疆新能源股份有限公司 830011 新疆烏魯木齊）
【摘 要】：針對大直徑石墨熱場進行8英寸單晶硅棒生長工藝進行了研究和探討，分析了單晶爐內熱對流、溫度、工藝參數對于單晶生長的影響，對一系列預設工藝參數進行了驗證，最終確定出了一套穩定的SOP工藝參數，適用于大直徑石墨熱場進行8英寸無位錯單晶硅棒的生長。
【關鍵詞】：大直徑熱場 熱對流 Φ200mm SOP參數
1 引言
目前多數光伏企業批量使用22英寸石墨熱場進行8英寸單晶硅棒的拉制，直拉硅單晶仍在向著高純度、高完整性、高均勻性和大直徑的方向發展[1]，大直徑的單晶硅片可以極大地提高芯片產量，降低太陽能電池組件的成本，提高其轉換效率，給組件廠家帶來極為顯著的經濟效益，如此情況下，大直徑單晶硅片的一系列優越性能得以發揮，單晶硅片朝著增大直徑和提高品質的方向發展，大直徑的單晶硅片將逐漸占領市場，成為未來市場發展的主導。
隨著單晶硅棒直徑的增大，熱對流現象嚴重，晶體直徑增大使晶體內的熱量不能及時散發出去，就會產生比以往小尺寸硅單晶更大的溫度梯度，而晶體生長界面的形狀、溫度分布、晶體中氧缺陷的濃度和均勻性等均與對流狀態密切相關，這樣就會使晶體內外熱膨脹差異產生熱彈性應力，經常會導致晶體內誘生位錯和點缺陷的產生，同時過高的應力也會使晶體在切片或磨片過程中發生碎裂[2]，因此必須通過對單晶生長過程不同階段的氣流、生長速率、旋轉、溫控等各項工藝參數進行摸索調整，從而確保大直徑單晶的無位錯順利生長。