[实用新型]一种多晶硅分凝铸锭炉

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，特别涉及一种用于制备高纯度多晶硅的分凝铸锭用真空炉。

背景技术

在多晶硅的生产和提纯的过程中，尤其是在使用物理或冶金法制备提纯多晶硅的过程中，需要通过定向凝固来去杂和铸锭。中国实用新型专利200620031881.4公开了一种制备多晶硅用的铸锭炉，采用对上工序的硅水加热，在通过自下而上设有分层加热元件的加热罩来对坩埚中的硅水进行加热、保温和冷却，并在坩埚底部设有水冷循环系统，还在坩埚底部和保温罩顶部设有升降机构，以进行倒入硅水和出料，由于硅水由上直接倒入坩埚在实际操作中并不可行，容易造成氧化、硅水溅出以及导致坩埚损坏；而且该专利中炉顶的结构复杂，容易出现故障；而采用分层加热元件的方式无法保证坩埚内硅水凝固铸锭的效果。因此，该中国实用新型专利20062003 1 881.4实际并不可行。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种多晶硅分凝铸锭炉，其能够将硅料加热熔融之后，以任意设定的速度自下而上均匀降温，从而达到通过定向凝固对硅料同时进行提纯和铸锭，并使硅料的固液界面得到良好控制，达到最优的结晶效果和去杂效果。

为达上述目的，本实用新型提供一种多晶硅分凝铸锭炉，其包含可分离的炉盖，炉身和炉底装置，特点是：

所述的炉身内设置有硅料容纳装置和若干均匀分布的加热装置；

所述的硅料容纳装置通过连接机构与炉底连接固定；

所述的加热装置包含加热元件和控制该加热元件升降的运动控制装置；

所述的炉底装置包含炉底，与炉底连接的升降装置，以及和该升降装置连接的水平移动装置。

所述的硅料容纳装置包含坩埚，及设置在坩埚底部的均热层。

所述的加热元件为石墨棒。

所述的均热层为石墨料台。

进一步，所述的多晶硅分凝铸锭炉中还设置有炉体保温层，其包含炉侧保温层，以及设置在石墨平台底部的炉底保温层。

所述的炉体保温层为石墨毡。

所述的炉侧保温层通过炉盖上的支架固定，其通过滑动导轨，与炉身内的加热元件同步平稳升降。

所述的多晶硅分凝铸锭炉还包含一自动实时的控制炉内温度变化和加热元件升降速度的控制系统。

所述的多晶硅分凝铸锭炉还包含设置在炉身内的保护气体输入装置，其通过设置在炉盖上的气体导入接口连接固定。

所述的多晶硅分凝铸锭炉还包含设置在炉身内的真空装置，其通过设置在炉盖上的气体导入接口连接固定。

所述的多晶硅分凝铸锭炉还包含设置在坩埚内的反应气体输入装置，其通过设置在炉盖上的气体导入接口连接固定。

本实用新型提供的多晶硅分凝铸锭炉，可通过控制系统接受来自用户自行设定的数学模型以及相关参数的设定值和实时测量值，并按该数学模型给出的精确控制参数进行温度和升降移动控制，能将硅料加热熔融之后，以任意设定的速度自下而上均匀降温，从而达到通过定向凝固对硅料同时进行提纯和铸锭，并使硅料的固液界面得到良好控制，达到最优的结晶效果和去杂效果。

本实用新型提供的多晶硅分凝铸锭炉，无论是固体，还是液体硅料，上下料的步骤均在炉底处进行，由此大大简化了原先炉顶的结构，同时，炉盖的设置能大大方便整个炉体的维修。

本实用新型提供的多晶硅分凝铸锭炉，在加热和冷却硅料的过程中，无需移动被固定的坩埚，减少了振动，保证凝固时的硅结晶状态完好；另外，由于坩埚放置在均热层上，均热层底部又设置炉底保温层，由此可保证坩埚的温度和降温时的变化速率在整个底部是均匀的。

附图说明

图1是本实用新型提供的多晶硅分凝铸锭炉的结构示意图。

具体实施方式

以下结合图1，详细说明本实用新型较佳的实施方式：

如图1所示，本实用新型所提供的多晶硅分凝铸锭炉，其包含可分离的炉盖1，炉身2和炉底装置，特点是：

所述的炉身2内设置有硅料容纳装置和若干均匀分布的加热装置；

所述的硅料容纳装置通过连接机构12与炉底3连接固定；

所述的加热装置包含加热元件7和控制该加热元件7升降的运动控制装置；

所述的炉底装置包含与炉底3本身连接的升降装置5，以及和该升降装置5连接的水平移动装置4。

所述的硅料容纳装置包含坩埚8，及设置在坩埚8底部的均热层10。

所述的均热层10为石墨料台，或采用其它耐高温材料。

所述的加热元件7为石墨棒，本实施例中，设置有12-36根石墨棒。