一種提高單晶硅棒利用率的加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于單晶硅生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種提高單晶硅棒利用率的加工方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 單晶硅作為一種半導(dǎo)體材料，主要用于光伏和半導(dǎo)體領(lǐng)域。目前應(yīng)用于單晶硅實 際生產(chǎn)的技術(shù)有兩種：直拉法和區(qū)熔法。兩種方法的單晶硅制造過程中，硅晶體都是在生長 室內(nèi)生長，生長室內(nèi)有加熱和保溫裝置，生長室內(nèi)以惰性氣體氬氣作為保護(hù)氣體，兩種方法 都包含了縮頸、放肩、等徑和收尾過程。
[0003] 在半導(dǎo)體單晶硅生產(chǎn)中常加入一定量的摻雜劑以滿足對其電性能的要求，常見的 摻雜劑有：硼、磷、砷和銻。由于晶體凝固過程中存在雜質(zhì)分凝現(xiàn)象，晶棒越靠后，其摻雜 劑濃度越高，電阻率就越低，造成單晶軸向電阻率的不均勻性，尤其是分凝系數(shù)小的摻雜劑 (如磷、砷），其單晶軸向電阻率均勻性要更差。如果客戶對于電阻率要求范圍較窄，一爐單 晶拉到最后就會有部分電阻率脫檔而不能夠滿足客戶要求。
[0004] 一根單晶硅棒由放肩部分、等徑部分和收尾部分組成，肩部和尾部在切割機(jī)上切 除作廢料處理，等徑部分在滾磨機(jī)床上進(jìn)行滾圓加工成目標(biāo)直徑的晶錠。由于單晶生長的 異常，偶爾會出現(xiàn)等徑部分單晶段直徑偏小，滾圓加工無法達(dá)到目標(biāo)直徑，如加工成更小尺 寸的晶錠既需要很大的加工量又浪費原料，所以一般以廢單晶入庫作其他用途。
[0005] 這樣一來，一根單晶硅棒會存在肩部、尾部和不合格部分（包括電阻率脫檔和直 徑不足）這三種材料浪費，其中肩部和尾部是每根單晶硅棒都有的。如今市場競爭日益激 烈，對生產(chǎn)成本的控制尤為關(guān)鍵，而且多晶原料又比較昂貴，因此，如何將這些廢單晶重新 有效地利用起來以提高多晶原料的利用率是各單晶廠家非常注重的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種將硅棒尾部、直徑不足和電阻率脫檔部分單 晶加工成能夠滿足客戶要求的其他規(guī)格晶錠的加工方法。
[0007] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種提高單晶硅棒利用率的加工方法；包括 如下的步驟：首先、切取單晶硅棒中多余的單晶；其次、將切取的單晶通過加工后形成合格 的圓形晶錠或者合格的方形晶錠。
[0008] 作為對本發(fā)明所述的提高單晶硅棒利用率的加工方法的改進(jìn)：通過掏棒機(jī)進(jìn)行圓 形晶錠的加工。
[0009] 作為對本發(fā)明所述的提高單晶硅棒利用率的加工方法的進(jìn)一步改進(jìn)：所述圓形晶 錠的加工步驟如下：首先、將所切取的單晶固定在掏棒機(jī)上，使單晶垂直于固定臺；其次、 設(shè)定所要掏取的晶棒直徑，選取對應(yīng)尺寸的鉆頭，使鉆頭軸心與單晶軸心保持一致，并進(jìn)行 鉆取；最后、將鉆取的晶棒在滾磨機(jī)床上進(jìn)行滾圓加工，形成合格的圓形晶錠。
[0010] 作為對本發(fā)明所述的提高單晶硅棒利用率的加工方法的進(jìn)一步改進(jìn)：所述鉆取步 驟中，鉆取方向與單晶軸保持平行，根據(jù)不同晶棒尺寸設(shè)定鉆取速率。
[0011] 作為對本發(fā)明所述的提高單晶硅棒利用率的加工方法的進(jìn)一步改進(jìn)：通過開方機(jī) 進(jìn)行方形晶錠的加工。
[0012] 作為對本發(fā)明所述的提高單晶硅棒利用率的加工方法的進(jìn)一步改進(jìn)：所述方形晶 錠的加工步驟如下：首先、將所切取的單晶固定在開方機(jī)上，使單晶垂直于固定臺；其次、 設(shè)定所要開方的晶錠尺寸以及方邊晶向，將固定單晶進(jìn)行對稱開方；最后、再將開方后的晶 錠進(jìn)行磨削加工，最終形成合格的方形晶錠。
[0013] 作為對本發(fā)明所述的提高單晶硅棒利用率的加工方法的進(jìn)一步改進(jìn)：所述開方步 驟中所切取的單晶切割對稱中心與單晶軸心保持一致，切割方向與單晶軸保持平行。
[0014] 作為對本發(fā)明所述的提高單晶硅棒利用率的加工方法的進(jìn)一步改進(jìn)：所述多余的 單晶為單晶硅棒的錐形尾部單晶、直徑不足或電阻率脫檔部分的單晶；該錐形尾部單晶、直 徑不足或電阻率脫檔部分的單晶通過切割機(jī)切取，切面垂直于單晶晶向軸。
[0015] 作為對本發(fā)明所述的提高單晶硅棒利用率的加工方法的進(jìn)一步改進(jìn)：所述的單晶 硅棒直徑為3英寸~12英寸，晶錠的直徑為2英寸~8英寸。
[0016] 作為對本發(fā)明所述的提高單晶硅棒利用率的加工方法的進(jìn)一步改進(jìn)：鉆頭鉆取速 率為 lmm/min ~7. 5mm/min〇
[0017] 本發(fā)明設(shè)計的方法，能夠?qū)⒁桓鶈尉Ч璋舻牟缓细駟尉е匦掠行У乩闷饋?，?要控制好掏棒過程，最終形成的圓形硅片可作為合格產(chǎn)品用于半導(dǎo)體領(lǐng)域，同樣控制好開 方過程，最終形成的方形硅片可作為合格產(chǎn)品用于光伏領(lǐng)域。此方法不僅能夠提高多晶原 料的利用率，降低生產(chǎn)成本，而且步驟簡單，加工難度低，浪費小，易于控制。
【附圖說明】
[0018] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0019] 圖1為本發(fā)明的實施例1中的單晶硅棒尾部掏棒流程簡圖（圖中標(biāo)注包括尾部第 一部分I 1，尾部第二部分I 2和掏取的晶棒I 3);
[0020] 圖2為本發(fā)明的實施例2中的單晶硅棒不合格部分掏棒流程簡圖（圖中標(biāo)注包括 單晶硅棒不合格部分II 4和掏取的晶棒II 5);
[0021] 圖3為本發(fā)明的實施例3中的單晶硅棒尾部開方流程簡圖（圖中標(biāo)注包括尾部第 一部分III 6,尾部第二部分III 7,未滾圓的方形晶錠III 8和滾圓后的方形晶錠III 9)。
【具體實施方式】
[0022] 一種提高單晶硅棒利用率的加工方法，包括切斷、掏棒或開方、滾圓等步驟。掏棒 時，要使鉆頭軸心與單晶軸心保持一致，鉆取方向與單晶軸保持平行，開方時，要使切割對 稱中心與單晶軸心保持一致，切割方向與單晶軸保持平行，保證所加工的晶棒的中心點和 晶向不會發(fā)生較大偏離，影響硅片的電阻率和晶向偏離等參數(shù)。掏棒鉆頭直徑要求略微大 于所掏晶棒要求直徑，保證加工晶錠直徑滿足的同時還要盡量減少磨削量。鉆取速度要保 持在適宜的范圍內(nèi)，避免產(chǎn)生加工缺陷。
[0023] 在實際運用中，具體的實施步驟如下：
[0024] 實施例1、如圖1所示的單晶硅棒尾部掏棒流程簡圖：
[0025] 1、在切割機(jī)上切取8英寸單晶硅棒的錐形尾部，使切面垂直于單晶晶向軸。根據(jù) 客戶需求的硅片規(guī)格要求以及單晶利用最大化原則，設(shè)定所要掏取的晶棒直徑為5英寸。 切除直徑不足5英寸的多余尾巴I 1，使切面垂直于單晶晶向軸。
[0026] 3、將尾部余下部分I 2粘結(jié)固定在掏棒機(jī)上，使其垂直于固定臺，面積小的一端 向上。選取掏5英寸晶棒所對應(yīng)的鉆頭，鉆頭軸心與單晶軸心保持一致，鉆取方向與單晶軸 保持平行，設(shè)定鉆取速度為4mm/min，鉆取晶棒I 3。
[0027] 5、將晶棒I 3在滾