[發明專利]一種直拉單晶硅微波快速補料連續生產系統及其生產方法

有效

• 申請號: 202110994320.3
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113699584B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 許磊;李航;張利波;韓朝輝;劉建華;巨少華;夏仡;唐治夢;朱知
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C30B15/02
• 分類號: C30B15/02;C30B15/14;C30B29/06
• 代理公司: 昆明普發諾拉知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 53209
• 代理人: 葛玉軍

1.一種直拉單晶硅微波快速補料連續生產系統，其特征在于：包括相互連接的連續補料裝置和單晶硅提拉爐，所述連續補料裝置包括殼體(1)、爐管(2)、微波發生器(7)和控制系統，爐管(2)設置在殼體(1)內，爐管(2)與殼體(1)之間填充有保溫材料，爐管(2)頂部連接有進料倉(3)，進料倉(3)出料口處相對設置有進氣口(4)和出氣口(5)，出氣口(5)連接有真空泵(6)，進氣口(4)與保護氣體提供裝置連接；所述爐管(2)呈L型且包括依次連接的熔料管(201)、U型管(202)和導流管(203)，熔料管(201)、導流管(203)、U型管(202)內徑依次減小；所述殼體(1)外側壁上設置有微波發生器(7)，微波發生器(7)位置與熔料管(201)位置對應，U型管(202)上設置有加熱裝置(13)，導流管(203)與單晶硅提拉爐頂部設置的進料管(8)連接，進料管(8)出料口位于石英坩堝(9)上方；

所述微波發生器(7)沿熔料管(201)軸向均勻分布有5個，相鄰微波發生器(7)位于殼體(1)的兩側，熔料管(201)與U型管(202)連接拐角處相對設置有2個微波發生器(7)。

2.根據權利要求1所述的一種直拉單晶硅微波快速補料連續生產系統，其特征在于：所述殼體(1)外側壁上分布有紅外測溫裝置(10)。

3.根據權利要求1所述的一種直拉單晶硅微波快速補料連續生產系統，其特征在于：所述殼體(1)包括左殼體(101)和右殼體(102)，左殼體(101)和右殼體(102)通過緊固件連接，左殼體(101)底部設置有滾輪(11)。

4.根據權利要求1所述的一種直拉單晶硅微波快速補料連續生產系統，其特征在于：所述導流管(203)沿流體流向傾斜向下布置，傾斜角為3～5°。

5.根據權利要求1所述的一種直拉單晶硅微波快速補料連續生產系統，其特征在于：所述進料管(8)呈L型，進料管(8)進口處通過法蘭與殼體(1)端部連接，導流管(203)伸出殼體(1)后插接在進料管(8)內，導流管(203)與進料管(8)連接處設置有密封圈(12)。

6.根據權利要求1所述的一種直拉單晶硅微波快速補料連續生產系統，其特征在于：所述加熱裝置(13)為電熱絲且纏繞在U型管(202)管壁上。

7.根據權利要求1-6任一項所述的一種直拉單晶硅微波快速補料連續生產系統，其特征在于：所述生產系統的生產方法包括如下步驟：

S1.將破碎后的多晶硅固體料通過進料倉(3)裝入熔料管(201)內，裝料完成后，真空泵(6)對爐管(2)抽真空，使壓力達到-0.5MPa；停止抽真空，通過進氣口(4)向爐管(2)內通入保護氣體，并維持微正壓；

S2.同時啟動微波發生器(7)，PLC控制微波發生器(7)的功率從上到下依次降低，使多晶硅固體料從上至下逐漸熔化；開啟加熱裝置(13)，使熔硅經導流管(203)、進料管(8)進入石英坩堝(9)內，保溫靜置一段時間，進行直拉單晶硅生產；

S3.石英坩堝(9)內熔料到達一定液位后，關閉加熱裝置(13)，U型管(202)內熔硅凝固后，重復步驟S1。

8.根據權利要求7所述的一種直拉單晶硅微波快速補料連續生產系統的生產方法，其特征在于：所述微波發生器(7)的熔料溫度1500±50℃，U型管(202)加熱裝置(13)的加熱溫度為1400±100℃。