[發明專利]一種方硅芯鑄錠爐熱場結構及制備方法

在審

• 申請號: 202011132224.X
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112176407A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 徐永亮;李振;徐養毅;張國華
• 申請（專利權）人: 蘇州昀豐半導體裝備有限公司
• 主分類號: C30B28/06
• 分類號: C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 蘇州潤桐嘉業知識產權代理有限公司 32261
• 代理人: 徐鳴

本發明公開了一種方硅芯鑄錠爐熱場結構及制備方法，主要以解決熱場溫度分布不均勻，生長出的晶體易開裂的問題。包括：爐體，所述爐體分為上爐體與下爐體；隔熱層，所述隔熱層設置在所述爐體中；立柱，所述立柱固定在所述下爐體上；熱交換臺，所述熱交換臺固定在所述立柱上；隔熱板，所述隔熱板設置在所述隔熱層的底部，所述立柱穿過所述隔熱板，所述隔熱板能夠在所述立柱上升降。本發明獲得了熱場穩定、利于晶體生長、能耗降低的優點。

技術領域

本發明涉及多晶硅技術領域，特別涉及一種方硅芯鑄錠爐熱場結構及制備方法。

背景技術

多晶硅是硅產品產業鏈中的一個非常重要的中間產品，是制造硅拋光片、太陽能電池及高純硅制品的主要原料，是信息產業和新能源產業最基礎的原材料。世界多晶硅的生產技術已經逐漸成熟，絕大部分廠家都采用改良西門子法技術，實現了生產過程的閉路循環生產。

改良西門子法其原理就是在1100℃左右的高純硅芯上用高純氫還原高純三氯氫硅，生成多晶硅沉積在硅芯上。通常，硅芯的直徑在7-10毫米，可以是圓形也可以是方型，或是其他形狀，最終通過氫還原反應使直徑不斷地增大到目標尺寸，生產出高純太陽能級6N或電子級11N的多晶硅。

硅芯鑄錠爐生產的長方體硅錠經切割加工成方形硅芯，鑄錠型方硅芯其能耗、產能、電阻率均勻性等均較傳統的直拉法和區熔法有優勢。

現有技術熱場結構長晶時采用側部隔熱層提升散熱的方式，由于隔熱層整體長度約4米，提升過程中側部極易變形鼓起，造成熱場溫度分布不均勻，鑄出的的硅錠品質差、極易開裂等問題。

發明內容

本發明目的在于提供一種方硅芯鑄錠爐熱場結構及制備方法，以解決現有采用側部隔熱層提升散熱使中側部極易變形鼓起，造成熱場溫度分布不均勻，生長出的晶體易開裂的問題。

為達到上述目的，本發明實施例采用以下方案：

一種方硅芯鑄錠爐熱場結構及制備方法，其特征在于，包括：

爐體，所述爐體分為上爐體與下爐體；

隔熱層，所述隔熱層設置在所述爐體中；

立柱，所述立柱固定在所述下爐體上；

熱交換臺，所述熱交換臺固定在所述立柱上；

隔熱板，所述隔熱板設置在所述隔熱層的底部，所述立柱穿過所述隔熱板，所述隔熱板能夠在所述立柱上升降。

優選地，所述隔熱層中設有加熱器。

優選地，所述隔熱板上設有隔熱條。

優選地，所述熱交換臺上設有坩堝。

優選地，所述隔熱層呈“∏”形。

優選地，所述坩堝內表面涂覆一層氮化硅。

優選地，所述加熱器設有兩組。

優選地，所述加熱器的功率為0-120kw。

優選地，所述熱交換臺與所述隔熱板之間留有間隙。

優選地，所述上爐體與所述下爐體相連在一起。

一種方硅芯鑄錠爐熱場結構的制備方法，包括以下鑄造工藝步驟：

①裝料：采用純度為6N的多晶硅原料，按要求將配好的硅料擺放裝入坩堝內，坩堝內表面涂覆有一層高純保護涂層，該涂層為氮化硅，用于防止硅料與坩堝粘黏；

②投爐：將裝好料的坩堝放入爐內指定位置，并合爐抽空檢漏，抽空至爐內壓力≤0.01mbar進入檢漏；