[發(fā)明專利]一種多晶硅硅芯的制備方法及其結(jié)構(gòu)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011087582.3
• 申請(qǐng)日: 2020-10-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112209382A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁小海;楊明財(cái);施光明;鄭連基;宗冰;吉紅平;肖建忠;王體虎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 亞洲硅業(yè)（青海）股份有限公司;青海省亞硅硅材料工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): C01B33/035
• 分類號(hào): C01B33/035;B28D5/04
• 代理公司: 廣州恒成智道知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44575
• 代理人: 劉挺

本發(fā)明公開(kāi)了一種多晶硅硅芯的制備方法及其結(jié)構(gòu)，涉及多晶硅生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，旨在解決目前切割后得到的多晶硅硅芯難以滿足CVD反應(yīng)器的使用要求的問(wèn)題，提供了以下技術(shù)方案，包括以下步驟：將多晶硅棒夾持于線切割機(jī)內(nèi)，切除所述多晶硅棒的邊皮部分，以制備符合預(yù)設(shè)形狀和/或預(yù)設(shè)尺寸的多晶硅硅芯；將所述多晶硅棒的邊皮部分制備成嫁接套管；連接所述嫁接管套和所述多晶硅硅芯，以得到符合預(yù)設(shè)長(zhǎng)度的多晶硅硅芯。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多晶硅生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種多晶硅硅芯的制備方法及其結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

目前多晶硅的生產(chǎn)方法主要還是采用改良西門(mén)子法，即在化學(xué)氣相沉積(CVD)反應(yīng)器內(nèi)安裝多根多晶硅硅芯作為載體，搭建多晶硅硅芯橫梁形成導(dǎo)電回路。CVD反應(yīng)器運(yùn)行時(shí)在多晶硅硅芯內(nèi)加載電流，以電加熱的方式維持多晶硅棒表面在一定的溫度范圍，滿足通入爐內(nèi)的含硅氣體與還原氣體反應(yīng)條件，在多晶硅棒表面沉積單質(zhì)硅，實(shí)現(xiàn)多晶硅棒的增長(zhǎng)。多晶硅硅芯是成品多晶硅棒的一部分，其雜質(zhì)含量的控制直接影響成品多晶硅棒的品質(zhì)等級(jí)，因而多晶硅制備領(lǐng)域愈加重視多晶硅硅芯的質(zhì)量控制與提升。

一般的，制備多晶硅的CVD反應(yīng)器使用的多晶硅硅芯載體通過(guò)直拉單晶硅棒切割工藝以及多晶硅母料區(qū)熔拉制制備。直拉單晶硅棒切割工藝將多晶硅料熔融，引晶拉制成大直徑單晶或準(zhǔn)單晶硅棒，縱向切割制備相應(yīng)規(guī)格的方硅芯。區(qū)熔拉制工藝將多晶硅棒母料局部熔融，引晶拉制相應(yīng)規(guī)格的圓硅芯。兩者共同之處在于需要將原生硅棒熔融后，引晶拉制成相應(yīng)規(guī)格的多晶硅硅芯。熔融狀態(tài)下的硅化學(xué)性質(zhì)活潑，易與接觸物質(zhì)反應(yīng)引入污染，且雜質(zhì)易擴(kuò)散。此外，直拉、區(qū)熔的過(guò)程均存在雜質(zhì)分凝現(xiàn)象，即雜質(zhì)含量在制備多晶硅硅芯的上、下端存在濃度梯度，多晶硅硅芯的質(zhì)量不均勻，使得最終多晶硅產(chǎn)品等級(jí)分類繁瑣。

而且，該方法還要求硅芯滿足特定的長(zhǎng)度，否則無(wú)法安裝于CVD反應(yīng)器中。由于溫度的差異、硅棒不同區(qū)域具有不同的直徑、形貌等原因，切割后得到的多晶硅硅芯難以滿足特定的長(zhǎng)度，尤其難以滿足大型CVD反應(yīng)器的使用要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種多晶硅硅芯的制備方法及其結(jié)構(gòu)，旨在解決目前切割后得到的多晶硅硅芯難以滿足CVD反應(yīng)器的使用要求的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種多晶硅硅芯的制備方法，包括以下步驟：

將多晶硅棒夾持于線切割機(jī)內(nèi)，切除所述多晶硅棒的邊皮部分，以制備符合預(yù)設(shè)形狀和/或預(yù)設(shè)尺寸的多晶硅硅芯；

將所述多晶硅棒的邊皮部分制備成嫁接套管；

連接所述嫁接管套和所述多晶硅硅芯，以得到符合預(yù)設(shè)長(zhǎng)度的多晶硅硅芯。

采用上述技術(shù)方案，將多晶硅棒夾持于線切割機(jī)中，由于多晶硅棒的直徑難免有所差異，尤其是多晶硅棒的首尾兩端，通過(guò)切除多晶硅棒的邊皮部分，得到由多晶硅棒的中心部分的材料構(gòu)成的多晶硅硅芯。然后，將所切除的多晶硅棒的邊皮部分制備成嫁接管套，制備方式可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的線切割技術(shù)等。將切割得到的多晶硅硅芯和嫁接管套連接，具體地，將兩根多晶硅硅芯分別與嫁接管套的沿豎直方向的兩端連接，使得連接后的多晶硅硅芯的長(zhǎng)度符合預(yù)設(shè)的長(zhǎng)度要求。

基于相同的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種實(shí)現(xiàn)上述的多晶硅硅芯的制備方法的多晶硅硅芯的結(jié)構(gòu)，包括嫁接管套和分別與所述嫁接管套的沿豎直方向的兩端相連接的多晶硅硅芯，所述多晶硅硅芯包括硅芯主體和凸臺(tái)，所述嫁接管套包括管套主體和連接部，所述連接部設(shè)有與所述凸臺(tái)相適配的錐形孔。

采用上述技術(shù)方案，由于多晶硅硅芯的尺寸較小，母接頭的鉆孔加工難度較子接頭的加工難度大，故本發(fā)明的多晶硅硅芯的結(jié)構(gòu)采用多晶硅硅芯作為子接頭，嫁接管套作為母接頭，實(shí)現(xiàn)多晶硅硅芯與嫁接管套的連接，有助于降低多晶硅硅芯因加工過(guò)程的失誤而導(dǎo)致多晶硅硅芯的浪費(fèi)的現(xiàn)象。

在本申請(qǐng)的一實(shí)施例中，所述凸臺(tái)的橫截面呈梯形狀。