[發明專利]N型多晶硅鑄錠裝置及鑄錠方法

在審

• 申請號: 201611151115.6
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN108221047A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 魏汝超
• 申請（專利權）人: 超能高新材料股份有限公司
• 主分類號: C30B28/06
• 分類號: C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

1.一種N型多晶硅鑄錠裝置，其特征在于，包括：鑄錠爐，所述鑄錠爐內設有坩堝，所述鑄錠爐頂端設有用于存放硅料的儲料倉，所述儲料倉與所述坩堝連接有輸料管，所述儲料倉的硅料投料由出料閥控制，所述鑄錠爐的頂端設置有高功率激光單元，所述高功率激光單元設置有激光源，所述激光源用于對自所述儲料倉投入所述坩鍋的硅料進行輻射掃描；所述儲料倉的外部分別設有真空抽氣閥與惰性氣體進氣閥，所述儲料倉還設有用于對所述儲料倉的硅料進行預加熱的加熱單元。

2.如權利要求1所述的N型多晶硅鑄錠裝置，其特征在于，所述坩堝為氮化硅坩堝或石英坩堝。

3.如權利要求1所述的N型多晶硅鑄錠裝置，其特征在于，所述儲料倉的頂部還設有加料口，用于可隨時補充硅料，以進行連續性投料。

4.如權利要求1所述的N型多晶硅鑄錠裝置，其特征在于，所述高功率激光的激光源可周期性地移動掃描。

5.如權利要求1所述的N型多晶硅鑄錠裝置，其特征在于，所述鑄錠爐有觀察窗，所述高功率激光單元的所述激光源是通過所述觀察窗輻射掃描。

6.一種根據權利要求1至5中任一項所述的N型多晶硅鑄錠裝置鑄造N型多晶硅晶錠的方法，其特征在于，包括以下步驟：利用所述高功率激光單元的所述激光源對所投入的預加熱固態硅料進行輻射加熱，以熔化自所述儲料倉投入所述坩鍋的硅料，而以熔融態與所述鑄錠爐內的坩堝中的硅液混合。

7.如權利要求6所述的鑄造N型多晶硅晶錠的方法，其特征在于，所述高功率激光單元的所述激光源的波長為0.7-1.0μm。

8.一種根據權利要求1至5中任一項所述的N型多晶硅鑄錠裝置鑄造N型多晶硅晶錠的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)在所述鑄錠爐的所述坩堝內填入多晶硅料以及磷摻雜劑；

(2)對所述坩堝內的多晶硅料進行加熱熔化；

(3)對所述儲料倉的多晶硅料進行預熱，同時通過所述真空抽氣閥對所述儲料倉進行真空抽氣，并通過所述惰性氣體進氣閥通入惰性氣體；

(4)當坩堝的N型多晶硅晶體生長至所述坩堝的約1/2高度時，暫停長晶程序；

(5)當所述儲料倉的多晶硅料進行預熱至一定溫度時，開啟所述出料閥，將所述儲料倉內的硅料，通過所述輸料管投料至所述鑄錠爐的所述坩堝內；

(6)通過所述高功率激光單元，以輻射掃描方式對投入的固態硅料進行加熱熔融，以調整所述N型多晶硅晶錠中的摻雜劑濃度；

(7)啟動所述鑄錠爐設備內的加熱器，使所述鑄錠爐的所述坩堝溫度回升到投料前的溫度，繼續所述N型多晶硅晶錠的長晶程序。

9.如權利要求8所述的鑄造N型多晶硅晶錠的方法，其特征在于，包括：

重復(5)-(7)的步驟，分批多次將所述儲料倉內的硅料投料至所述鑄錠爐的所述坩堝中。