[發(fā)明專利]一種多溫區(qū)硅材料提純與鑄錠的方法及其裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810202821.8
• 申請日: 2008-11-17
• 公開（公告）號: CN101423220A
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發(fā)明（設計）人: 史珺;水川;佟晨;宗衛(wèi)峰
• 申請（專利權）人: 上海普羅新能源有限公司
• 主分類號: C01B33/037
• 分類號: C01B33/037;C30B29/06;C30B28/00;C30B35/00;F27B17/00
• 代理公司: 北京必浩得專利代理事務所
• 代理人: 李夢福

1.一種多溫區(qū)硅材料提純與鑄錠的方法，其特征在于：將硅料與造渣劑按照80∶1～100∶1的重量比放入坩堝中；在感應加熱區(qū)先抽真空后進行感應加熱；硅料溫度升至200℃～400℃時，保溫0.5～2個小時；繼續(xù)加熱，硅料溫度升至800℃～1000℃時，再保溫0.5～2個小時；之后升溫至1350℃～1430℃，再保溫0.5～2小時；加熱至硅料熔化成熔融狀態(tài)；將硅料溫度升至1500℃～1700℃，保溫1～3個小時；再將氧氣、氫氣、水蒸氣、四氯化硅、四氟化硅、氯化氫、氫氰酸、氮氣中的一種或幾種通入熔融狀態(tài)的硅料中1～3個小時；然后對熔融狀態(tài)的硅料進行降溫，硅料溫度降至1450℃～1500℃時，保溫1～3個小時，在感應加熱區(qū)降溫同時將電阻加熱區(qū)通電，升溫至1450℃～1600℃時，降低坩堝至電阻加熱區(qū)，使坩堝頂部有20～200mm在感應加熱區(qū)；開始降溫使溫度降到1400℃～1500℃時，保溫1～3個小時；然后對坩堝底部向上逐步進行降溫，并保持坩堝底部的溫度水平均勻分布，此時坩堝內(nèi)的硅料從底部開始結晶，當整個坩堝內(nèi)的硅料全部結晶后形成一個硅錠，去除該硅錠的頂部和四周與坩堝接觸的部分即可。

2.根據(jù)權利要求1所述的多溫區(qū)硅材料提純與鑄錠的方法，其特征在于：所述的造渣劑為CaO、MgO、SiO₂、FeO、Na₂O、BaO和CaF₂中的一種或幾種。

3.一種應用于權利要求1多溫區(qū)硅材料提純與鑄錠方法的多溫區(qū)硅材料提純與鑄錠的裝置，其特征在于：包括坩堝系統(tǒng)、升降裝置、感應加熱器和電阻加熱體；所述的感應加熱器設于電阻加熱體上面，其分別構成感應加熱區(qū)和電阻加熱區(qū)；所述的升降裝置設于電阻加熱區(qū)下面，并且在感應加熱區(qū)和電阻加熱區(qū)內(nèi)上下移動；所述的坩堝系統(tǒng)設于升降裝置上。

4.根據(jù)權利要求3所述的多溫區(qū)硅材料提純與鑄錠的裝置，其特征在于：所述的坩堝系統(tǒng)包括坩堝、護套、石墨蓋、平臺均熱層、熱開關和冷卻裝置；在坩堝的外側設有護套，坩堝的口部設有石墨蓋，坩堝的底部設有平臺均熱層，平臺均熱層的下面設有熱開關，熱開關的下面設有冷卻裝置。

5.根據(jù)權利要求3所述的多溫區(qū)硅材料提純與鑄錠的裝置，其特征在于：所述的感應加熱器和電阻加熱體的外面設有隔熱保溫層。

6.根據(jù)權利要求3所述的多溫區(qū)硅材料提純與鑄錠的裝置，其特征在于：所述電阻加熱體采用梯度加熱體。

7.根據(jù)權利要求4所述的多溫區(qū)硅材料提純與鑄錠的裝置，其特征在于：所述的石墨蓋上設有至少1個反應氣體導入管。

8.根據(jù)權利要求4所述的多溫區(qū)硅材料提純與鑄錠的裝置，其特征在于：所述的冷卻裝置上設有冷卻氣體導入管。