[發(fā)明專利]一種反向誘導(dǎo)凝固提純多晶硅的方法及設(shè)備有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201210360069.6 | 申請(qǐng)日: | 2012-09-25 |
| 公開(kāi)(公告)號(hào): | CN102849743A | 公開(kāi)(公告)日: | 2013-01-02 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 譚毅;姜大川 | 申請(qǐng)(專利權(quán))人: | 青島隆盛晶硅科技有限公司 |
| 主分類號(hào): | C01B33/037 | 分類號(hào): | C01B33/037 |
| 代理公司: | 暫無(wú)信息 | 代理人: | 暫無(wú)信息 |
| 地址: | 266234 山東省*** | 國(guó)省代碼: | 山東;37 |
| 權(quán)利要求書(shū): | 查看更多 | 說(shuō)明書(shū): | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 反向 誘導(dǎo) 凝固 提純 多晶 方法 設(shè)備 | ||
1.一種反向誘導(dǎo)凝固提純多晶硅的方法,其特征是:首先將石英坩堝(5)中的硅料加熱至1450~1550℃使之熔化形成硅熔體,之后啟動(dòng)水冷旋轉(zhuǎn)桿(13)向下運(yùn)動(dòng)進(jìn)行拉錠,使硅熔體由石英坩堝(5)底部向頂部進(jìn)行凝固,當(dāng)凝固達(dá)到80%~90%時(shí),通過(guò)水冷旋轉(zhuǎn)桿(13)旋轉(zhuǎn)石英坩堝(5),同時(shí)開(kāi)啟落粉裝置(2)使高純硅粉散落到雜質(zhì)含量較高的上層硅熔體中,高純硅粉作為形核劑使上層硅熔體迅速反向凝固,待凝固完成后切去上層反向凝固得到的部分,得到的下層鑄錠即為高純硅鑄錠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反向誘導(dǎo)凝固提純多晶硅的方法,所采用的具體步驟是:
第一步前處理:向石英坩堝(5)中添加石英坩堝體積90%~100%的純度為99.9%~99.95%硅原料,向落粉裝置(2)中裝入高純硅粉,蓋好爐蓋(1),保持爐體(2)內(nèi)的密封性,分別用機(jī)械泵(14)和羅茨泵(15)將爐體內(nèi)抽真空至1~10Pa;
第二步熔料、拉錠:打開(kāi)電源,啟動(dòng)感應(yīng)線圈(8),將硅料加熱至1450~1550℃,使硅料完全熔化,并在1450~1550℃下保溫50~80min,同時(shí)控制熔體內(nèi)溫差,之后開(kāi)啟水冷旋轉(zhuǎn)桿(13),使之以0.1-1mm/min的速度向下運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)凝固保溫裝置以同樣速率下降拉錠,使硅熔體由石英坩堝(5)底部向頂部進(jìn)行定向凝固;
第三步反向凝固提純:當(dāng)硅熔體凝固達(dá)到80%~90%時(shí),通過(guò)水冷旋轉(zhuǎn)桿(13)旋轉(zhuǎn)石英坩堝(5),同時(shí)開(kāi)啟落粉裝置(2),高純硅粉落進(jìn)熔體內(nèi),高純硅粉隨著石英坩堝(5)的轉(zhuǎn)動(dòng)而均勻分布在熔體表面,隨著溫度的進(jìn)一步降低,加入的高純硅粉作為形核劑,使雜質(zhì)含量較高的硅熔體迅速反向凝固,待凝固完成后切去上層反向凝固得到的部分,得到的下層鑄錠即為高純硅鑄錠,其純度將達(dá)到99.99%-99.999%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的一種反向誘導(dǎo)凝固提純多晶硅的方法,其特征是:所述高純硅粉的純度為99.999%~99.9999%。
4.一種反向誘導(dǎo)凝固提純多晶硅的方法所采用的設(shè)備,由爐蓋(1)、爐體(4)以及支撐基座(11)組成外部結(jié)構(gòu),其特征是:水冷旋轉(zhuǎn)桿(13)穿過(guò)爐體(4)底部與水冷托盤(pán)(12)固定連接,散熱板(10)固定安裝于水冷托盤(pán)(12)之上,凝固保溫裝置放置于散熱板(10)之上,保溫套筒(7)套于凝固保溫裝置外圍,保溫套筒(7)通過(guò)固定支架(9)固定安裝于爐體(4)內(nèi)壁,感應(yīng)線圈(8)套于保溫套筒(7)之外,落粉裝置(2)通過(guò)支撐架(3)固定于爐體(4)內(nèi)部,且位于凝固保溫裝置正上方,機(jī)械泵(14)和羅茨泵(15)放置于爐體(4)之外,通過(guò)真空管道(16)連接,真空管道(16)一端通向爐體(4)內(nèi)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種反向誘導(dǎo)凝固提純多晶硅的方法所采用的設(shè)備,其特征是:所述水冷旋轉(zhuǎn)桿(13)為圓柱狀,內(nèi)置冷卻水管道。
6.?根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種反向誘導(dǎo)凝固提純多晶硅的方法所采用的設(shè)備,其特征是:所述水冷托盤(pán)(12)為圓盤(pán)狀,內(nèi)置冷卻水管道。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種反向誘導(dǎo)凝固提純多晶硅的的方法所采用的設(shè)備,其特征是:所述散熱板(10)為圓盤(pán)狀銅散熱板。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種反向誘導(dǎo)凝固提純多晶硅的方法所采用的設(shè)備,其特征是:所述凝固保溫裝置至少由石英坩堝(5)和石墨坩堝(6)組成,采用石墨坩堝(6)放置于散熱板(10)之上,石英坩堝(5)嵌于石墨坩堝(6)之內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種反向誘導(dǎo)凝固提純多晶硅的方法所采用的設(shè)備,其特征是:所述保溫套筒(7)為兩端無(wú)蓋的圓筒狀碳纖維材料保溫套筒。
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