[發明專利]一種基于分層式裝料方式的再生多晶硅鑄錠工藝

有效

• 申請號: 202110487732.8
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113186596B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 王強;宋帥迪;王松
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: C30B28/06
• 分類號: C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 南京同澤專利事務所(特殊普通合伙) 32245
• 代理人: 蔡晶晶

1.一種基于分層式裝料方式的再生多晶硅鑄錠工藝，采用雙電源鑄錠爐進行晶硅鑄錠，雙電源鑄錠爐具有頂部加熱器和底部加熱器，其特征在于步驟如下：

步驟1、在坩堝底部鋪設原生多晶硅層；

步驟2、在原生多晶硅層上鋪設多層硅廢料層，所述硅廢料層由下至上按照硅廢料等級從低到高排列，所述硅廢料等級根據硅廢料的電阻率平均值進行劃分，電阻率平均值越低，硅廢料等級越低；

步驟3、在頂部鋪設一層原生多晶硅層；

步驟4、加熱鑄錠。

2.根據權利要求1所述的基于分層式裝料方式的再生多晶硅鑄錠工藝，其特征在于：硅廢料等級的劃分方法如下：

2.1、將不同批次和不同來源的多晶硅廢料進行粉碎并放入容器中混合攪拌；

2.2、分別從容器的不同位置隨機抽取硅廢料X份，X為不小于7的自然數；

2.3、將取出的X份硅廢料分別裝入標準的柱形容器內壓緊，并測量兩端間的電阻，并計算該X份硅廢料的電阻率，及電阻率的平均值；

2.4、如果滿足下述條件：X份硅廢料的電阻率與平均值之差的絕對值小于平均值的10%，則認為硅廢料已混合均勻；否則繼續攪拌硅廢料，并轉至步驟2.3，直到滿足上述條件；

根據所述硅廢料混合均勻后電阻率的平均值落在預先劃分的區間，將硅廢料進行分級，電阻率平均值越低，硅廢料所含雜質濃度越高，硅廢料等級越低。

3.根據權利要求1所述的基于分層式裝料方式的再生多晶硅鑄錠工藝，其特征在于：步驟4包括四個階段：加熱熔化階段、硅錠結晶生長階段、退火階段、降溫出爐階段。

4.根據權利要求1所述的基于分層式裝料方式的再生多晶硅鑄錠工藝，其特征在于：

步驟1、坩堝底部放90公斤原生多晶硅；

步驟2、在原生多晶硅層上鋪設兩層硅廢料層，電阻為390-430 kΩ/cm的硅廢料150Kg，電阻為710-740 kΩ/cm的硅廢料410Kg，

步驟3、在頂部覆蓋200Kg的原生多晶硅；

步驟4、加熱熔化硅料時間為1200分鐘；緩慢提升隔熱籠開始進入硅錠結晶生長階段；結晶時間為2500分鐘；最后將爐溫提升到1100℃，保持330分鐘，最后自然冷卻至可出爐的溫度；總的工藝時間為4200分鐘。

5.一種基于硅廢料的再生多晶硅鑄錠分層式裝料方法，采用雙電源鑄錠爐進行晶硅鑄錠，雙電源鑄錠爐具有頂部加熱器和底部加熱器，其特征在于步驟如下：

步驟1、在坩堝底部鋪設原生多晶硅層；

步驟2、在原生多晶硅層上鋪設多層硅廢料層，所述硅廢料層由下至上按照硅廢料等級從低到高排列，所述硅廢料等級根據硅廢料的電阻率平均值進行劃分，電阻率平均值越低，硅廢料等級越低；

步驟3、在頂部鋪設一層原生多晶硅層。

6.根據權利要求5所述的基于硅廢料的再生多晶硅鑄錠分層式裝料方法，硅廢料等級的劃分方法如下：

2.1、將不同批次和不同來源的多晶硅廢料進行粉碎并放入容器中混合攪拌；

2.2、分別從容器的不同位置隨機抽取硅廢料X份，X為不小于7的自然數；

2.3、將取出的X份硅廢料分別裝入標準的柱形容器內壓緊，并測量兩端間的電阻，并計算該X份硅廢料的電阻率，及電阻率的平均值；

2.4、如果滿足下述條件：X份硅廢料的電阻率與平均值之差的絕對值小于平均值的10%，則認為硅廢料已混合均勻；否則繼續攪拌硅廢料，并轉至步驟2.3，直到滿足上述條件；

根據所述硅廢料混合均勻后電阻率的平均值落在預先劃分的區間，將硅廢料進行分級，電阻率平均值越低，硅廢料所含雜質濃度越高，硅廢料等級越低。