[发明专利]杂料硅铸锭专用炉及其铸锭方法

权利要求书

1.杂料硅铸多晶硅锭专用炉，包括炉体（1），所述炉体（1）设有进气口（4）和出气口（5），炉体（1）内设有石墨台（3），所述石墨台（3）上放置有坩埚（7），还包括罩盖于坩埚（7）的加热器（8），罩盖于加热器（8）的隔热笼（2），其特征在于：所述隔热笼（2）内顶部与石墨台（3）上表面之间的距离略小于坩埚（7）高度的2倍。

2.如权利要求1所述的一种杂料硅铸多晶硅锭专用炉，其特征在于：所述坩埚（7）的内表面涂有氮化硅涂料（9）。

3.如权利要求2所述的一种杂料硅铸多晶硅锭专用炉，其特征在于：坩埚（7）边口向下3~8厘米范围内的内表面涂有单层氮化硅涂料（9），其余内表面涂有多层氮化硅涂料（9）。

4.用上述杂料硅铸多晶硅锭专用炉进行多晶硅铸锭的方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将盛有原料硅（6）的坩埚（7）放置于石墨台（3），并将炉体（1）闭合；

2）将隔热笼（2）略微提升，使隔热笼（2）底部与石墨台（3）上表面之间有间隙，并通过出气口（5），将炉体（1）内抽为真空状态，炉体（1）进行预热；

3）通过进气口（4）向炉体（1）内加入保护气，将炉体（1）内的气压逐渐增加至600毫巴，开启加热器（8）进行加热，半小时内逐渐加热至1200摄氏度左右，并维持半小时左右；再将炉体（1）内的温度加热至1550摄氏度左右，将原料硅（6）全部熔化；

4）维持炉体（1）内气压为600毫巴，关闭加热器（8），并提升隔热笼（2）至坩埚（7）高度的五分之一位置处，使炉体（1）内的温度下降并保持在1440摄氏度左右，让熔化的硅料（6）长晶；

5）2小时后，维持炉体（1）内气压为600毫巴，将隔热笼（2）分四次，等高提升至坩埚（7）高度的三分之一位置处，使炉体（1）内的温度从1440摄氏度左右缓慢下降至1410摄氏度左右,；

6）维持炉体（1）内气压仍为600毫巴，炉体（1）内的温度下降至1370摄氏度左右，将隔热笼（2）下降至石墨台（3），并维持该状态3.5小时，使长晶后的硅锭退火；

7）增大出气口（5）、进气口（4）的气体流量，维持炉体（1）内气压仍为600毫巴，约 3小时后，将隔热笼（2）分三次提升至坩埚（7）高度的三分之二位置处，使炉体（1）内温度下降至400摄氏度左右；

8）打开炉体（1），将坩埚（7）取出，并将硅锭自然冷却至室温即可。

5.如权利要求4所述的一种杂料硅铸多晶硅锭方法，其特征在于：所述步骤1）中，原料硅（6）中包括多晶硅和单晶硅，所述多晶硅与单晶硅的质量比为1:1，所述单晶硅作为锅底料，单晶硅锅底料在铸锭前需要在550摄氏度左右的温度下进行退火操作。

6.如权利要求4所述的一种杂料硅铸多晶硅锭方法，其特征在于：所述步骤5）中，在长晶过程中，对硅液的凝固速率每小时进行一次检测。

7.如权利要求4所述的一种杂料硅铸多晶硅锭方法，其特征在于：所述步骤5）中，第一次提升后维持该状态2~3小时，第二次提升后维持该状态7小时左右，第三次提升后维持该状态17小时左右；最后一次提升后维持该状态4小时左右；在这期间，炉体（1）内的温度从1440摄氏度左右缓慢下降至1410摄氏度左右，炉体（1）内气压维持600毫巴。

8.如权利要求4所述的一种杂料硅铸多晶硅锭方法，其特征在于：所述步骤7）中，第一次隔热笼（2）提升至坩埚（7）高度的四分之一位置处，炉体（1）压力增加至700毫巴，并维持该状态2小时，第二次提升隔热笼（2）至坩埚（7）高度的二分之一位置处，并维持该状态7~8小时，最后将隔热笼（2）提升至坩埚（7）高度的三分之二位置处，关闭出气口（5），将炉体（1）内的气压加压至850毫巴，保持该状态半小时左右。