[發(fā)明專利]多晶硅鑄錠爐的氣流控制結(jié)構(gòu)及其使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110439458.3
• 申請日: 2011-12-23
• 公開（公告）號: CN102517634A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊細(xì)全;胡亞蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇協(xié)鑫硅材料科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: C30B28/06
• 分類號: C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 何平

1.一種多晶硅鑄錠爐的氣流控制結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括

可封閉的爐體，其上設(shè)有用以將所述爐體內(nèi)抽成真空的抽氣口；

安裝在所述爐體內(nèi)的隔熱頂板；

安裝在所述爐體內(nèi)的隔熱底板；

位于所述隔熱頂板和隔熱底板之間、用以與所述隔熱頂板和隔熱底板共同形成封閉空腔的隔熱籠，所述隔熱籠相對于所述隔熱底板可升降地安裝在所述爐體內(nèi)部，所述隔熱籠具有延伸于所述隔熱頂板和隔熱底板之間的側(cè)壁；

安裝在所述爐體上且位于所述隔熱籠內(nèi)、用以承載放有硅料的坩堝的熱交換臺，所述熱交換臺位于所述隔熱頂板和隔熱底板之間；及

安裝在所述爐體內(nèi)用以對硅料進(jìn)行加熱的加熱器，所述加熱器位于所述隔熱籠內(nèi)及所述隔熱頂板及隔熱底板之間；

所述爐體上設(shè)有在所述封閉空腔形成后，用以在坩堝放置到所述熱交換臺上后自坩堝的頂部向所述封閉空腔充氣的中央充氣氣路，及用以在坩堝放置到所述熱交換臺上后自坩堝的側(cè)部向所述封閉空腔內(nèi)充氣的側(cè)充氣氣路；其中

所述隔熱籠的側(cè)壁上設(shè)有用以使所述封閉空腔內(nèi)的氣體流入所述爐體內(nèi)的側(cè)壁窗口。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅鑄錠爐的氣流控制結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述熱交換臺的端部設(shè)有用以自側(cè)部防護(hù)所述硅料的坩堝護(hù)板，所述側(cè)充氣氣路的出氣口與所述坩堝護(hù)板相對。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅鑄錠爐的氣流控制結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述側(cè)充氣氣路包括側(cè)導(dǎo)氣管道及與所述側(cè)導(dǎo)氣管道相連的出氣口，所述側(cè)導(dǎo)氣管道自所述爐體的頂部進(jìn)入所述爐體內(nèi)后朝向所述熱交換臺直線延伸后彎曲進(jìn)入所述封閉空腔中，以使所述出氣口能在坩堝放置到所述熱交換臺上后自坩堝的側(cè)部向封閉空腔中充氣。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多晶硅鑄錠爐的氣流控制結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述側(cè)導(dǎo)氣管為石墨管或氧化鋁管或氧化鋯管或陶瓷管或碳復(fù)合材料管。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅鑄錠爐的氣流控制結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述側(cè)壁窗口具有上邊緣和下邊緣，其中所述上邊緣距離所述隔熱頂板較所述下邊緣距離所述隔熱頂板近，所述封閉空腔形成時(shí)，所述側(cè)壁窗口的下邊緣距所述隔熱頂板的距離為30～200毫米，所述側(cè)壁窗口上邊緣和下邊緣之間的距離為10～200毫米。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅鑄錠爐的氣流控制結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述側(cè)充氣氣路具有多個出氣口。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅鑄錠爐的氣流控制結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述爐體內(nèi)設(shè)有電極，所述電極固定在所述爐體上，所述加熱器固定在所述電極上。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅鑄錠爐的氣流控制結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括固定在所述爐體內(nèi)的石墨支柱，所述熱交換臺固定在所述石墨支柱上。

9.一種根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的多晶硅鑄錠爐的氣流控制結(jié)構(gòu)的使用方法，其特征在于，將裝有硅料的坩堝放至熱交換臺后，使隔熱籠與隔熱頂板及隔熱底板閉合形成所述封閉空腔，將爐體封閉并將其爐體內(nèi)部抽真空，加熱器對硅料加熱使硅料升溫，打開側(cè)充氣氣路向爐體內(nèi)充氣，保持爐體內(nèi)的動態(tài)壓力在400～700毫巴，繼續(xù)升溫熔化，硅料全部熔化后，使隔熱籠相對于隔熱底板上升，進(jìn)入長晶階段；保持爐體內(nèi)的真空狀態(tài)，并在設(shè)定時(shí)間后，提升隔熱籠直到隔熱籠的側(cè)壁窗口部分或全部越過隔熱頂板，此時(shí)關(guān)閉側(cè)充氣氣路，同時(shí)打開中央充氣氣路進(jìn)行充氣，并保持側(cè)充氣氣路關(guān)閉及中央充氣氣路充氣的狀態(tài)直到長晶結(jié)束。

10.一種根據(jù)權(quán)利要求9所述的多晶硅鑄錠爐的氣流控制結(jié)構(gòu)的使用方法，其特征在于，長晶結(jié)束后，使隔熱籠下降并在重新形成封閉空腔后進(jìn)入退火階段；經(jīng)過預(yù)定時(shí)間的退火后，再次提升隔熱籠進(jìn)入冷卻階段，在硅錠溫度達(dá)到450度時(shí)出爐取錠。