[發(fā)明專利]硅錠的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210573190.7
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103014833A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設計）人: 李飛龍;許濤;翟傳鑫;蔣俊峰;郭慶紅;張偉娜;王珊珊;仝姍姍
• 申請（專利權）人: 阿特斯（中國）投資有限公司;阿特斯光伏電力（洛陽）有限公司
• 主分類號: C30B11/00
• 分類號: C30B11/00;C30B29/06
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔

1.一種硅錠的制備方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

S1，在坩堝底部中央位置放置若干單晶硅塊，在坩堝底部未放置單晶硅塊的區(qū)域均勻鋪設碎硅料，在單晶硅塊上方放置一具有規(guī)則形狀的多晶復熔硅塊，最后裝入鑄錠用硅原料；

S2，將上述裝有硅料的坩堝放置于一定向凝固鑄錠爐中抽真空，然后加熱至一定溫度后向上打開定向凝固鑄錠爐側部隔熱籠至一定位置，保持坩堝底部溫度低于碎硅料的熔點且坩堝上下具有較大溫差，再調節(jié)控溫熱電偶控制硅原料熔化界面的推進速度，待碎硅料部分熔化后進入長晶階段；

S3，進入長晶階段后調節(jié)控溫熱電偶的溫度和側部隔熱籠向上移動的速率，使熱量向下輻射而使熔硅在未熔化的單晶硅塊和碎硅料上生長；

S4，待熔硅結晶完后經退火和冷卻形成中心部分為單晶、邊緣部分為均勻小晶粒的硅錠。

2.根據(jù)權利要求1所述的硅錠的制備方法，其特征在于：所述制備方法在S1步驟之前還包括：在坩堝內壁均勻噴涂50-60um厚度的高純氮化硅涂層，然后將噴涂后的坩堝放置在坩堝燒結爐內加熱至1000℃并保溫4-6小時后冷卻。

3.根據(jù)權利要求1所述的硅錠的制備方法，其特征在于：S1步驟中設置有9塊所述單晶硅塊，并且每塊所述單晶硅塊邊長為150-160mm、厚度為30mm；所述的具有規(guī)則形狀的多晶復熔硅塊為邊長為150-160mm、厚度為25-50mm的正方形多晶復熔硅塊。

4.根據(jù)權利要求1所述的硅錠的制備方法，其特征在于：S1步驟中所述的單晶硅塊為正方形，晶向為（100）。

5.根據(jù)權利要求1所述的硅錠的制備方法，其特征在于：S1步驟中所述的碎硅料為以下硅料中的一種或幾種：尺寸小于6mm的原生多晶碎料，太陽能級多晶或單晶碎硅片、電子級單晶碎硅片、尺寸小于6mm的硅烷法制備的顆粒硅、以及尺寸小于5cm的多晶硅塊。

6.根據(jù)權利要求1所述的硅錠的制備方法，其特征在于：所述S1步驟中裝完硅料后還包括將裝有硅料的坩堝放置在石墨底板上，并在坩堝外側安裝石墨護板，然后在石墨護板外側纏繞石墨軟氈。

7.根據(jù)權利要求6所述的硅錠的制備方法，其特征在于：所述石墨護板下方加工有凹槽，所述凹槽寬度為600-750mm，高度為20-30mm。

8.根據(jù)權利要求6所述的硅錠的制備方法，其特征在于：所述石墨軟氈高度為100-270mm，厚度為10-30mm。

9.根據(jù)權利要求1所述的硅錠的制備方法，其特征在于：S2步驟中所述的加熱到一定溫度是指加熱到1200-1500℃。

10.根據(jù)權利要求1所述的硅錠的制備方法，其特征在于：S2步驟中所述的向上打開定向凝固鑄錠爐側部隔熱籠的位置為5-6cm。

11.根據(jù)權利要求1所述的硅錠的制備方法，其特征在于：S2步驟中所述的坩堝底部溫度為1320-1350℃。

12.根據(jù)權利要求1所述的硅錠的制備方法，其特征在于：S2步驟中所述的較大溫差為170-190℃。

13.根據(jù)權利要求1所述的硅錠的制備方法，其特征在于：S2步驟中所述的控溫熱電偶的溫度調節(jié)范圍為1500-1550℃。

14.根據(jù)權利要求1所述的硅錠的制備方法，其特征在于：S3步驟中所述的側部隔熱籠向上移動的速率為0.5-0.6cm/h。

15.根據(jù)權利要求1所述的硅錠的制備方法，其特征在于：S3步驟中所述隔熱籠的最高移動位置為14cm。