发明名称 一种多晶硅逆向凝固装置及方法
摘要 本发明涉及一种多晶硅逆向凝固装置及方法,属于多晶硅生产领域。一种多晶硅逆向凝固装置,包括炉体、真空系统、充气系统、定向凝固熔炼系统、顶部升降机构、底部升降机构,所述顶部升降机构包括顶部升降旋转装置,顶部升降旋转装置的下端固定顶部连接杆,顶部连接杆的另一端固定籽晶盘;所述顶部升降旋转装置位于炉体的外部,所述顶部连接杆穿过炉体的上表面;所述籽晶盘位于定向凝固熔炼系统中硅液承装装置的上方。本设备和方法,保证硅由顶部向下凝固,当凝固后期富集杂质硅液不再进行定向凝固,抑制反扩散同时提高生产效率和产品的出成率。
申请公布号 CN103553052B 申请公布日期 2016.04.13
申请号 CN201310530845.7 申请日期 2013.10.30
申请人 大连理工大学 发明人 谭毅;任世强;石爽;姜大川;李鹏廷
分类号 C01B33/037(2006.01)I 主分类号 C01B33/037(2006.01)I
代理机构 大连东方专利代理有限责任公司 21212 代理人 赵淑梅;李馨
主权项 一种多晶硅逆向凝固方法,其特征在于:在多晶硅逆向凝固装置中进行,并包括下述步骤:所述多晶硅逆向凝固装置,包括炉体(400)、真空系统、充气系统、定向凝固熔炼系统、顶部升降机构、底部升降机构,所述顶部升降机构包括顶部升降旋转装置(101),顶部升降旋转装置(101)的下端固定顶部连接杆(102),顶部连接杆(102)的另一端固定籽晶盘(103);所述顶部升降旋转装置(101)位于炉体(400)的外部,所述顶部连接杆(102)穿过炉体(400)的上表面;所述籽晶盘(103)位于定向凝固熔炼系统中硅液承装装置(202)的上方,①备料阶段:将工业硅放置在硅液承装装置(202)中;设置籽晶盘(103);②熔炼阶段:打开真空系统,使炉体(400)的真空度达到0.1~10Pa,真空达到要求后利用加热感应线圈(205)对加热体(203)进行加热,升温至500~900℃时充入氩气量至炉体(400)内的压力为40000~60000Pa,最后升温至1650~1500℃保温,确保硅液承装装置(202)内的硅料完全融化;③定向凝固阶段:将籽晶盘(103)下降,下降速率为0.05~100mm/min,确保籽晶和硅液(500)液面接触后开始定向凝固提纯;控制籽晶盘(103)的上升速度为0.05~100mm/min,同时控制托盘(201)的下降速度为0.05~100mm/min,在该下降过程中调整硅液(500)的温度为1420℃~1480℃,确保晶体沿着籽晶继续向下生长;当硅液(500)剩余至初始的5%~25%时,控制籽晶盘(103)上升,使所得硅芯(600)离开硅液(500)液面,等硅芯(600)冷却至室温后,取出硅芯(600);所述步骤①中所述籽晶盘按下述方法设置:使用端面设有夹持装置的籽晶盘(103),在籽晶盘(103)中装上籽晶,籽晶成圆环分布;或使用下端面固定圆柱形水冷铜或水冷钼突起部的籽晶盘(103)。
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