本發(fā)明提供了一種多晶硅錠的制備方法，包括：提供坩堝，在坩堝底部設(shè)置形核劑層；在形核劑層上設(shè)置硅塊或硅顆粒形成架空層，架空層在垂直于坩堝底部的方向上設(shè)有貫通的空隙，架空層的高度不小于10mm；在架空層上鋪設(shè)硅片，硅片覆蓋空隙形成覆蓋層，然后在覆蓋層上填裝硅料；加熱使硅料熔化形成硅熔體，當覆蓋層熔化時，硅熔體通過空隙流向形核劑層的表面，在形核劑層表面形核形成形核層；待覆蓋層完全熔化后立即進入長晶階段，硅熔體在形核層的基礎(chǔ)上開始長晶；待全部硅熔體結(jié)晶完后，經(jīng)退火冷卻得到多晶硅錠。本發(fā)明提供的多晶硅錠的制備方法提高了全熔法鑄造多晶硅錠的形核穩(wěn)定性和形核效率。本發(fā)明還提供了一種多晶硅錠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，具體涉及一種多晶硅錠及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，太陽能作為一種新興的可再生綠色能源已經(jīng)成為了人們開發(fā)和研究的熱點。伴隨著太陽能電池業(yè)的快速發(fā)展，成本低且適于規(guī)?；a(chǎn)的多晶硅成為行業(yè)內(nèi)最主要的光伏材料之一，并逐步取代傳統(tǒng)的直拉單晶硅在太陽能電池材料市場中的主導(dǎo)地位。

目前鑄造高效多晶的方法主要有半熔法和全熔法。半熔法是指熔化的時候底部籽晶不完全熔化，留有一定高度的籽晶，從而使硅在未熔化籽晶上生長。半熔法的缺點在于由于留有一定高度的籽晶不熔，造成成本增加，同時半熔工藝操作難度較大。全熔法是在坩堝底部制備一層形核劑層，當硅料完全熔化后與底部形核層接觸，硅熔體在形核劑層上形核、生長。但現(xiàn)有的全熔法的形核難以控制、形核率較低。

因此，有必要提供一種新的多晶硅錠的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，本發(fā)明提供了一種多晶硅錠的制備方法。本發(fā)明多晶硅錠的制備方法工藝簡單，提高了全熔法鑄造多晶硅錠的形核穩(wěn)定性和形核效率。

本發(fā)明第一方面提供了一種多晶硅錠的制備方法，包括：

提供坩堝，在所述坩堝底部設(shè)置形核劑層；

在所述形核劑層上設(shè)置硅塊或硅顆粒形成架空層，所述架空層在垂直于所述坩堝底部的方向上設(shè)有貫通的空隙，所述架空層的高度不小于10mm；

在所述架空層上鋪設(shè)硅片，所述硅片覆蓋所述空隙形成覆蓋層，然后在所述覆蓋層上填裝硅料；

加熱使所述硅料熔化形成硅熔體，當所述覆蓋層熔化時，所述硅熔體通過所述空隙流向所述形核劑層的表面，在所述形核劑層表面形核形成形核層；待所述覆蓋層完全熔化后立即進入長晶階段，所述硅熔體在所述形核層的基礎(chǔ)上開始長晶；

待全部硅熔體結(jié)晶完后，經(jīng)退火冷卻得到多晶硅錠。

其中，所述架空層的高度為10mm-100mm。

其中，所述架空層的高度為10mm-30mm。

其中，所述架空層中設(shè)有至少一個寬度大于或等于10mm的空隙。

其中，所述空隙寬度為10mm-150mm。

其中，所述空隙寬度為50mm-150mm。

其中，所述加熱使所述硅料熔化形成硅熔體的過程中，所述坩堝頂部的溫度為1510℃-1530℃，所述坩堝底部的溫度為1300℃-1360℃。

其中，所述硅塊或所述硅顆粒的尺寸為10mm-30mm。

其中，所述覆蓋層的厚度為1cm-5cm。

本發(fā)明第一方面提供的多晶硅錠的制備方法，提高了全熔法鑄造多晶硅錠的形核穩(wěn)定性，使形核階段具有更高的過冷度，使坩堝底部形核劑在熔化階段還未結(jié)束時就已經(jīng)完成形核，形成更細小均勻的晶粒、提高形核細小晶粒的幾率，提高形核率，且在制備過程中不需要特意調(diào)節(jié)熱場以設(shè)置過冷度，制備流程更加簡單。