[發(fā)明專利]一種多晶硅逆向凝固裝置及方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201310530845.7 | 申請日: | 2013-10-30 |
| 公開(公告)號: | CN103553052A | 公開(公告)日: | 2014-02-05 |
| 發(fā)明(設計)人: | 譚毅;任世強;石爽;姜大川;李鵬廷 | 申請(專利權)人: | 大連理工大學 |
| 主分類號: | C01B33/037 | 分類號: | C01B33/037 |
| 代理公司: | 大連東方專利代理有限責任公司 21212 | 代理人: | 趙淑梅;李馨 |
| 地址: | 116024 遼*** | 國省代碼: | 遼寧;21 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 多晶 逆向 凝固 裝置 方法 | ||
1.一種多晶硅逆向凝固裝置,包括爐體(400)、真空系統(tǒng)、充氣系統(tǒng)、定向凝固熔煉系統(tǒng)、頂部升降機構、底部升降機構,
所述頂部升降機構包括頂部升降旋轉裝置(101),頂部升降旋轉裝置(101)的下端固定頂部連接桿(102),頂部連接桿(102)的另一端固定籽晶盤(103);
所述頂部升降旋轉裝置(101)位于爐體(400)的外部,所述頂部連接桿(102)穿過爐體(400)的上表面;所述籽晶盤(103)位于定向凝固熔煉系統(tǒng)中硅液承裝裝置(202)的上方。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置,其特征在于:所述定向凝固熔煉系統(tǒng)包括托盤(201)和設于托盤(201)上的硅液承裝裝置(202),在硅液承裝裝置(202)的外側面設置加熱體(203),加熱體(203)外側設有保溫套(204);保溫套(204)的外側設有加熱感應線圈(205)。
3.根據(jù)權利要求1所述的裝置,其特征在于:所述底部升降機構包括底部升降旋轉裝置(301),底部升降旋轉裝置(301)的上端固定底部連接桿(302),底部連接桿(302)的另一端固定托盤(201);
所述底部升降旋轉裝置(301)位于爐體(400)的外部,所述底部連接桿(302)穿過爐體(400)的下表面。
4.根據(jù)權利要求2所述的裝置,其特征在于:所述托盤(201)所用材料為石墨或水冷銅,且在托盤(201)上表面設有保溫層。
5.根據(jù)權利要求1所述的裝置,其特征在于:所述硅液承裝裝置(202)為石英坩堝外套石墨坩堝所構成的雙層坩堝。
6.根據(jù)權利要求1所述的裝置,其特征在于:所述籽晶盤(103)設有水冷裝置。
7.根據(jù)權利要求1所述的裝置,其特征在于:所述籽晶盤(103)下端面設有用于固定籽晶的夾持裝置,或籽晶盤(103)下端面固定圓柱形水冷銅或水冷鉬突起部。
8.一種多晶硅逆向凝固方法,其特征在于:包括下述步驟:
①備料階段:將工業(yè)硅放置在硅液承裝裝置(202)中;設置籽晶盤(103);
②熔煉階段:打開真空系統(tǒng),使爐體(400)的真空度達到0.1~10Pa,真空達到要求后利用加熱感應線圈(205)對加熱體(203)進行加熱,升溫至500~900℃時充入氬氣量至爐體(400)內的壓力為40000~60000Pa,最后升溫至1650~1500℃保溫,確保硅液承裝裝置(202)內的硅料完全融化;
③定向凝固階段:將籽晶盤(103)下降,下降速率為0.05~100mm/min,確保籽晶和硅料(500)液面接觸后開始定向凝固提純;控制籽晶盤(103)的上升速度為0.05~100mm/min,同時控制托盤(201)的下降速度為0.05~100mm/min,在該下降過程中調整硅液(500)的溫度為1420℃~1480℃,確保晶體沿著籽晶繼續(xù)向下生長;當硅液(500)剩余至初始的5%~25%時,控制籽晶盤(103)上升,使所得硅芯(600)離開硅液(500)液面,等硅芯(600)冷卻至室溫后,取出硅芯(600);
所述步驟①中所述籽晶盤按下述方法設置:使用端面設有加持裝置的籽晶盤(103),在籽晶盤(103)中裝上籽晶,籽晶成圓環(huán)分布;或使用下端面固定圓柱形水冷銅或水冷鉬突起部的籽晶盤(103)。
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