專利名稱：一種多晶硅鑄錠爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多晶硅領(lǐng)域，尤其涉及一種多晶硅鑄錠爐。
背景技術(shù)：
硅是一種重要的電子、光學(xué)材料，在信息、通訊、航天、環(huán)境保護(hù)等廣闊的領(lǐng)域發(fā)揮 著重要的作用，市場(chǎng)需求越來越大。如太陽能電池硅就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要，目前太陽能電池 用硅來源有一是半導(dǎo)體多晶硅彎頭料、碎料；二是多晶硅多余的生產(chǎn)能力生產(chǎn)的太陽能 級(jí)的多晶硅；三是電子級(jí)多晶硅生產(chǎn)的頭尾料、鍋底料。目前多晶硅鑄錠爐主要用于以鑄錠方式生產(chǎn)硅半導(dǎo)體材料，傳統(tǒng)的多晶硅鑄錠爐 由爐體和爐蓋所組成，通常爐蓋位于爐體上端，電加熱器分布在爐膛的坩堝周邊，存在裝卸 料不方便，電控加熱和控制系統(tǒng)的帶電元件下置，安全性能差，爐體內(nèi)隔熱體設(shè)置分布不合 理，使熔煉鑄錠多晶硅速度慢，設(shè)備使用壽命短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能有效保護(hù)操作人員安全，提高生產(chǎn)多晶 硅鑄錠的速度和質(zhì)量，簡(jiǎn)化爐體結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命的多晶硅鑄錠爐。為了克服背景技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種多晶硅鑄錠爐，包括爐體、支架，所述爐體固定在支架上，所述爐體內(nèi)設(shè)置有支撐板，所 述支撐板上設(shè)置有坩堝，所述爐體包括上爐體、下爐體，所述上爐體、下爐體之間連接有升 降裝置，所述坩堝外設(shè)置有發(fā)熱器，所述發(fā)熱器外扣罩有反射屏。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，一種多晶硅鑄錠爐進(jìn)一步包括所述升降裝置設(shè)置在 支架上，包括底座、絲桿、側(cè)固座，所述底座與支架固定為一體，底座內(nèi)設(shè)有電機(jī)和連軸器， 所述側(cè)固座設(shè)置在下爐體上，所述底座與側(cè)固座通過絲桿連接。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，一種多晶硅鑄錠爐進(jìn)一步包括所述升降裝置為三 個(gè)，呈三角分布在爐體周邊。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，一種多晶硅鑄錠爐進(jìn)一步包括所述上爐體與下爐體 周邊設(shè)有卡扣。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，一種多晶硅鑄錠爐進(jìn)一步包括所述上爐體上設(shè)置有 頂蓋，所述頂蓋上設(shè)置有保護(hù)氣體進(jìn)口。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，一種多晶硅鑄錠爐進(jìn)一步包括所述上爐體一端設(shè)置
有真空接口。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，一種多晶硅鑄錠爐進(jìn)一步包括所述發(fā)熱器為石墨溫 梯發(fā)熱器，發(fā)熱器的電阻的厚度自上而下漸增。本發(fā)明解決了背景技術(shù)中存在的缺陷，通過升降裝置控制下爐體上升或下降，能 方便地放入或取出裝有多晶硅錠的坩堝，有效地保護(hù)操作人員的安全。同時(shí)，采用自上向 下厚度漸增的石墨電阻發(fā)熱器，由于電阻值隨石墨厚度的增大而減小，因此通電時(shí)，石墨發(fā)熱器上端發(fā)熱量高，下端發(fā)熱量低，自上向下形成溫度的梯度分布。在硅液降溫凝固階段， 這一效應(yīng)使坩堝內(nèi)的硅液自上至下保持定向的溫度梯度，即硅液在靜態(tài)下就能實(shí)現(xiàn)梯度冷 卻凝固，而不需定向移動(dòng)；由于爐體內(nèi)部沒有任何組件的相對(duì)移動(dòng)，使硅料在整個(gè)提純過程 中，沒有振動(dòng)等干擾影響，從而達(dá)到良好的提純和晶體生長(zhǎng)效果。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；其中1、支架，2、上爐體，3、下爐體，4、坩堝，5、發(fā)熱器，6、支撐板，7、絕熱保濕材 料，8、反射屏，9、底座，10、側(cè)固座，11、絲桿，12、卡扣，13、頂蓋，14、保護(hù)氣體接口，15、真空接口。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的 示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。如圖1所示的一種多晶硅鑄錠爐，包括爐體、支架1，所述爐體固定在支架1上，所 述爐體內(nèi)設(shè)置有支撐板6，所述支撐板6上設(shè)置有坩堝4，所述爐體包括上爐體2、下爐體3， 所述上爐體2、下爐體3之間連接有升降裝置，所述上爐體2 —端設(shè)置有真空接口 15，所述 坩堝4外設(shè)置有發(fā)熱器5，所述發(fā)熱器5外扣罩有反射屏8。所述爐體與反射屏8之間還填 有絕熱保濕材料7。所述升降裝置設(shè)置在支架1上，包括底座9、絲桿11、側(cè)固座10，所述底座9與支架 1固定為一體，底座9內(nèi)設(shè)有電機(jī)和連軸器，所述側(cè)固座10設(shè)置在下爐體3上，所述底座9 與側(cè)固座10通過絲桿11連接。所述升降裝置為三個(gè)，呈三角分布在爐體周邊。電機(jī)通過 兩連軸器和軟軸向兩邊帶動(dòng)另兩底座上的連軸器和絲桿11，使呈三角分布在爐體周邊的絲 桿11同步升降，平穩(wěn)開啟、關(guān)閉下爐體3。關(guān)閉后，用卡扣12將上爐體2和下爐體3鎖閉成 一體。加工時(shí)，在坩堝4中裝好需要處理的硅原料，將坩堝4放在支撐板6上，安裝連接 管道，通過升降裝置密封爐體，通入保護(hù)氣體，并進(jìn)行真空置換。設(shè)定PID控制程序和參數(shù)， 進(jìn)入升溫階段，熔融硅。根據(jù)工藝的需要，可以在熔融硅中進(jìn)行添加劑或吹入氣體等精煉操 作。精煉結(jié)束后，精確控制降溫速度，以石墨溫梯發(fā)熱器控制熱場(chǎng)，使硅開始在坩堝的底部 凝固結(jié)晶，固液界面在溫度梯度熱場(chǎng)下，緩慢地向上移動(dòng)，硅液逐漸結(jié)晶生長(zhǎng)形成多晶硅， 分凝系數(shù)小的雜質(zhì)帶到錠的頂部，達(dá)到硅的進(jìn)一步提純和多晶硅鑄錠的目的。坩堝4內(nèi)的硅完全結(jié)晶以后，降溫到一定的階段，保持恒溫一段時(shí)間，進(jìn)行晶體的 退火以消化應(yīng)力。進(jìn)一步降溫到預(yù)定的溫度，出料，切去多晶硅錠的上部等雜質(zhì)富集硅料， 得到高純多晶硅錠。以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完 全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù) 性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
權(quán)利要求
1.一種多晶硅鑄錠爐，包括爐體、支架(1)，所述爐體固定在支架(1)上，所述爐體內(nèi) 設(shè)置有支撐板(6)，所述支撐板(6)上設(shè)置有坩堝G)，其特征在于所述爐體包括上爐體 O)、下爐體(3)，所述上爐體O)、下爐體(3)之間連接有升降裝置，所述坩堝(4)外設(shè)置有 發(fā)熱器(5)，所述發(fā)熱器(5)外扣罩有反射屏(8)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種多晶硅鑄錠爐，其特征在于所述升降裝置設(shè)置在支架(1) 上，包括底座(9)、絲桿(11)、側(cè)固座(10)，所述底座(9)與支架(1)固定為一體，底座(9) 內(nèi)設(shè)有電機(jī)和連軸器，所述側(cè)固座(10)設(shè)置在下爐體(3)上，所述底座(9)與側(cè)固座(10) 通過絲桿(11)連接。
3.如權(quán)利要求1所述的一種多晶硅鑄錠爐，其特征在于所述升降裝置為三個(gè)，呈三角 分布在爐體周邊。
4.如權(quán)利要求1所述的一種多晶硅鑄錠爐，其特征在于所述上爐體(2)與下爐體(3) 周邊設(shè)有卡扣(12)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種多晶硅鑄錠爐，其特征在于所述上爐體(2)上設(shè)置有頂 蓋(13)，所述頂蓋(1 上設(shè)置有保護(hù)氣體進(jìn)口(14)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種多晶硅鑄錠爐，其特征在于所述上爐體(2)—端設(shè)置有 真空接口(15)。
7.如權(quán)利要求1所述的一種多晶硅鑄錠爐，其特征在于所述發(fā)熱器(5)為石墨溫梯 發(fā)熱器，發(fā)熱器(5)的電阻的厚度自上而下漸增。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多晶硅鑄錠爐，包括爐體、支架，所述爐體固定在支架上，所述爐體內(nèi)設(shè)置有支撐板，所述支撐板上設(shè)置有坩堝，所述坩堝外設(shè)置有發(fā)熱器，所述發(fā)熱器外扣罩有反射屏，所述爐體與反射屏之間填有絕熱保濕材料，所述爐體包括上爐體、下爐體，所述上爐體、下爐體之間連接有升降裝置，所述上爐體一端設(shè)置有真空接口。本發(fā)明通過升降裝置控制下爐體上升或下降，能方便地放入或取出裝有多晶硅錠的坩堝，有效地保護(hù)操作人員的安全，同時(shí)，采用自上向下厚度漸增的石墨電阻發(fā)熱器，提高生產(chǎn)多晶硅鑄錠的速度和質(zhì)量，簡(jiǎn)化爐體結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。
文檔編號(hào)C30B28/06GK102127809SQ20111006285
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者陸國富 申請(qǐng)人:常州市萬陽光伏有限公司