[实用新型]制备多晶硅用铸锭炉

说明书

技术领域

本实用新型属于多晶硅生产设备技术领域，特别涉及一种制备多晶硅用铸锭炉。

背景技术

在多晶硅生产过程的最后步骤，需要对经过前期除杂处理的硅水进行铸锭，铸锭过程也是残留杂质的进一步富集过程。铸锭后经过迁移率和电阻率的扫描检测确定电阻率和迁移率合格的分布区域，用钼丝带锯切掉不合格部分，合格部分经清洁处理包装出厂。中国专利申请03803266.X中公开了一种铸锭炉，其形状类似盆形，在其中间设置铸模，在其侧壁上设置隔热材料、底部设置水冷夹套、上方设置加热源，加热源可调整凝固界面的移动速度。该铸锭炉加热源位于上方，加热效果较差；加热源、隔热材料层与铸模固定连接，其间空间位置不能变动，硅水冷却速度不宜控制。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种硅水加热、冷却速度可得到有效控制的制备多晶硅用铸锭炉。

为达上述目的，本实用新型采用如下技术方案：制备多晶硅用铸锭炉，包括置于中间的铸锭坩埚，坩埚外扣设加热罩，加热罩外扣设与其联接的保温罩，坩埚底部设有水冷却循环系统，加热罩中自下而上设有分层加热元件。

加热罩中自下而上设有侧面五层、顶面一层共六层加热元件。

坩埚底部或/和保温罩顶部设有升降机构。

本实用新型中，铸锭炉包括铸锭坩埚15，铸锭坩埚15为桶状或上面开口的正方形、长方形、侧面为梯形的各种池状，坩埚15的下部设置冷却水循环槽16，对坩埚15底部进行冷却，冷却水循环槽16下部可安装有机械升降机构17，在坩埚15外罩有加热罩13，其侧面和顶面设有加热元件，加热元件共分六层，各层独立工作，分别对坩埚15进行加热，加热罩13与坩埚15之间留有间隙，在加热罩13的外侧设置底面开口的保温罩12，保温罩12内壁形状与坩埚15形状及加热罩13排布形状相配合并留有间隙，保温罩12顶部设有机械升降机构11，在保温罩12的外侧设有厚铁皮层14作为保护层。上一工序的坩埚经输运系统运到铸锭炉上方，通过水口控制硅液量倾倒入铸锭坩埚15内。硅水倒入前，坩埚15在氮气保护下在保温箱内保温待用。硅水倒入时，加热罩13中所有加热元件都处于半满功率工作状态，硅水倒入后，立即切入至全负荷加热状态。保温罩12由升降设备11、17移动罩在坩埚15上，硅水高温保持一段时间。铸锭炉炉底座四周可设置防振壕，底座下附设缓冲材料和液压缓冲装置。然后，逐步从最下层的加热单元开始降低加热功率，同时在水槽16中充入冷却水，并使冷却水一直处于高流量循环状态，而其他的加热元件仍处于满负荷工作状态，最下层的加热元件的功率逐步平均降低至零功率。然后开始降低次最下层加热单元的功率，如此直至最上层的功率完全降低至零。然后静置将整个保温炉的温度经水冷降至200℃以下，铸锭完成，开包。也可以同时向上缓慢移动保温罩12和电加热罩13，来实现梯度降温。还可以保温罩12和加热罩13固定不动，缓慢向下移动铸锭坩埚15。当然，也可以同时使用上述两种或三种方式来实现铸锭，目的是使硅水有明显的固液面，形成强温度梯度。铸锭结束后，经过迁移率和电阻率的扫描检测确定电阻率和迁移率合格的分布区域，用钼丝带锯切掉不合格部分分流至金属硅，合格部分经清洁处理包装出厂。

与现有技术相比较，本实用新型由于加热罩中自下而上设有分层加热元件，加热效果好，加热速度可调；保温罩、加热罩与坩埚之间位置可调，硅水冷却速度易于控制。从而可实现对硅水的均匀加热和定向匀速冷却。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

制备多晶硅用铸锭炉，包括置于中间的铸锭坩埚15，坩埚15外扣设加热罩13，加热罩13外扣设与其联接的保温罩12，坩埚15底部设有水冷夹套16，加热罩13中自下而上设有分层加热元件，加热元件包括侧面五层加热元件18和顶面一层加热元件19，各层加热元件与电源连接。坩埚15底部和保温罩12顶部分别设有升降机构17、11。