[發明專利]一種顆粒狀多晶硅的鑄錠方法

有效

• 申請號: 201410042691.1
• 申請日: 2014-01-28
• 公開（公告）號: CN103741215A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 周建華
• 申請（專利權）人: 西安華晶電子技術股份有限公司
• 主分類號: C30B28/06
• 分類號: C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

1.一種顆粒狀多晶硅的鑄錠方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

步驟一、裝料：將顆粒狀多晶硅（1）裝入坩堝內作為鑄錠用硅料；

步驟二、預熱：采用鑄錠爐對裝于坩堝內的硅料進行預熱，并將所述鑄錠爐的加熱溫度逐步提升至T1；預熱時間為6h～10h，其中T1=1165℃～1185℃；

步驟三、熔化：采用所述鑄錠爐對裝于坩堝內的硅料進行熔化，直至坩堝內的硅料全部熔化，且熔化過程如下：

第1步、保溫：將所述鑄錠爐的加熱溫度控制在T1，并保溫0.4h～0.6h；

第2步至第5步、升溫及加壓：由先至后分四步將所述鑄錠爐的加熱溫度由T1逐漸提升至T2，升溫時間為0.4h～0.6h；升溫過程中向所述鑄錠爐內充入惰性氣體并將所述鑄錠爐的氣壓逐步提升至Q1；其中，T2=1190℃～1210℃；

第6步、第一次升溫及保壓：將所述鑄錠爐的加熱溫度由T2逐漸提升至T3且升溫時間為3h～6h，升溫過程中所述鑄錠爐內氣壓保持在Q1；其中，T3=1440℃～1460℃；

第7步：第二次升溫及保壓：將所述鑄錠爐的加熱溫度由T3逐漸提升至T4且升溫時間為3h～6h，升溫過程中所述鑄錠爐內氣壓保持在Q1；其中，T4=1490℃～1510℃；

第8步、第三次升溫及保壓：將所述鑄錠爐的加熱溫度由T4逐漸提升至T5且升溫時間為3h～6h，升溫過程中所述鑄錠爐內氣壓保持在Q1；其中，T5=1540℃～1560℃；

第9步、保溫：將所述鑄錠爐的加熱溫度控制在T5，并保溫3.5h～4.5h；保溫過程中，所述鑄錠爐內氣壓保持在Q1；

第10步、持續保溫：將所述鑄錠爐的加熱溫度控制在T5，并保溫4h～8h，直至坩堝內的硅料全部熔化；保溫過程中，所述鑄錠爐內氣壓保持在Q1；

步驟四、長晶：將所述鑄錠爐的加熱溫度由T5逐漸降至T6后進行定向凝固，直至完成長晶過程；其中T6為多晶硅結晶溫度且T6=1420℃～1440℃；

步驟五、退火及冷卻：步驟四中長晶過程完成后，進行退火與冷卻，并獲得提純后的多晶硅鑄錠。

2.按照權利要求1所述的一種顆粒狀多晶硅的鑄錠方法，其特征在于：第6步、第7步和第8步中升溫時間均為260min～300min；步驟一中所述鑄錠爐為G5型鑄錠爐。

3.按照權利要求1或2所述的一種顆粒狀多晶硅的鑄錠方法，其特征在于：步驟一中裝料完成后，所述坩堝內的裝料結構包括填裝于所述坩堝內的顆粒狀多晶硅（1）、墊裝于所述坩堝的內側壁與顆粒狀多晶硅（1）之間的一層由塊狀多晶硅拼裝形成的護邊（2）和蓋裝在顆粒狀多晶硅（1）上的一層由塊狀多晶硅拼裝形成的蓋頂（3），所述蓋頂（3）位于護邊（2）內；裝料完成后，所述坩堝內的硅料包括顆粒狀多晶硅（1）、護邊（2）和蓋頂（3）。

4.按照權利要求3所述的一種顆粒狀多晶硅的鑄錠方法，其特征在于：步驟一中進行裝料之前，需先在所述坩堝底部平鋪一層20mm～30mm厚的碎硅片，并形成碎硅片鋪裝層（4）；裝料完成后，所述坩堝內的硅料包括顆粒狀多晶硅（1）、護邊（2）、蓋頂（3）和碎硅片鋪裝層（4）；第10步中保留所述碎硅片鋪裝層（4）中5mm～20mm厚的碎硅片不熔化。

5.按照權利要求3所述的一種顆粒狀多晶硅的鑄錠方法，其特征在于：所述坩堝內硅料的總重量為W1，所述坩堝內所裝顆粒狀多晶硅（1）的總重量為W2，其中W2W1×100%=10%~90%.]]>