[发明专利]基于多加热器的铸锭炉热场结构及运行方法

权利要求书

1.一种基于多加热器的铸锭炉热场结构及运行方法，其特征在于，在坩埚的顶部、侧部以及热交换台的底部分别设置顶部加热器、侧部加热器和底部加热器，其运行过程包括：

（1）加热阶段：在按照工艺要求完成装料并抽真空后，启用全部加热器；各加热器均按照工艺设定要求采用功率输出控制，使炉内温度在5小时内上升至1000℃以上；

（2）融化阶段：继续升温，当坩埚顶板温度达到1500℃后，将各加热器的功率输出控制改为采用温度输出控制，根据坩埚表面的温度检测信号来调节各加热器功率，使各控制点的温度均符合工艺设定要求；在将固态硅料全部融化成液态后，保持稳定的加热状态0.5～1小时；然后降低底部加热器的功率直至关闭，同时降低顶部加热器和侧部加热器的功率，用1个小时使坩埚的温度下降至硅结晶点，为晶体生长做准备；

（3）长晶阶段：开启隔热笼体和炉体冷却水进行散热，根据坩埚顶部和侧部的表面温度调节顶部加热器和侧部加热器的功率，控制垂直方向上的温度梯度确保长长晶速度在1 ～15mm/hr，使长晶速度保持稳定；

（4）退火阶段：关闭隔热笼体，并重新启用底部加热器，使坩埚底部温度在15分钟内上升至1300℃；

（5）冷却阶段：关闭底部加热器，并重新打开隔离笼体，使硅锭在10～12个小时内缓慢冷却至400℃；然后将炉体打开，取出硅锭。

2.一种用于实现权利要求1所述方法的基于多加热器的铸锭炉热场结构，包括置于炉室内的坩埚，坩埚的热场包括顶部加热器、侧部加热器和位于坩埚底部的热交换台；坩埚及热场均置于隔热笼体中，顶部保温板与隔热笼体上端相接、底部保温板与隔热笼体下端活动相接；其特征在于，该热场还包括位于热交换台底部的底部加热器，所述侧部加热器至少有两组；各加热器均设有单独的控制器、测温仪和变压器；其中，与顶部加热器及侧部加热器相配合的是红外测温仪，与底部加热器相配合的是红外测温仪或热电偶。

3.根据权利要求2所述的铸锭炉热场结构，其特征在于，所述测温仪是双色红外测温仪。

4.根据权利要求2所述的铸锭炉热场结构，其特征在于，炉室壁上设配置透明玻璃的测温窗口，所述红外测温仪固定安装于测温窗口处；与各侧温窗口相对应地，在顶部保温板、隔热笼体或底部保温板上开设有预留口。

5.根据权利要求4所述的铸锭炉热场结构，其特征在于，在顶部保温板或底部保温板上开设的预留口是圆形的孔，其直径为5~50mm。

6.根据权利要求4所述的铸锭炉热场结构，其特征在于，在隔热笼上开设的预留口是U型槽，其宽度为5~50mm，长度为10~500mm。