[发明专利]一种液态连续加料多晶硅铸锭设备及其生产方法

权利要求书

1.一种液态连续加料多晶硅铸锭设备，其特征在于，包括硅料融化炉室（4），所述硅料融化炉室（4）上下两端分别设有料箱（18）和铸锭炉室（16），所述硅料融化炉室（4）和所述铸锭炉室（16）内分别设有保温毡（5）和铸锭炉室保温毡（15），所述保温毡（5）内设有与所述料箱（18）相配合的熔料坩埚（8），位于所述熔料坩埚（8）与所述保温毡（5）之间的空间内均匀设有若干加热器（6），所述熔料坩埚（8）与所述铸锭炉室（16）之间通过硅液流动管（10）相连接，所述硅液流动管（10）上下两端分别设有硅液流量控制杆（9）和硅液喷洒装置（12），所述硅液流动管（10）内相应位置设有硅液流量控制阀（11），位于所述硅液喷洒装置（12）下方的所述铸锭炉室（16）上设有与所述硅液喷洒装置（12）相配合的铸锭坩埚护板（14），所述铸锭坩埚护板（14）内设有铸锭坩埚，位于所述铸锭坩埚护板（14）与所述铸锭炉室保温毡（15）之间的空间内均匀设有若干铸锭炉室加热器（13）。

2.根据权利要求1所述的液态连续加料多晶硅铸锭设备，其特征在于，所述料箱（18）包括固态硅料存储箱（1），所述固态硅料存储箱（1）与所述熔料坩埚（8）之间通过连接管（17）相连接，所述连接管（17）与所述固态硅料存储箱（1）结合处以及所述连接管（17）与所述熔料坩埚（8）结合处均设有送料阀门（2）。

3.根据权利要求1所述的液态连续加料多晶硅铸锭设备，其特征在于，所述料箱（18）包括硅料棒送料箱（19），所述硅料棒送料箱（19）内设有硅料棒送料装置（20），其中，所述硅料棒送料装置（20）一端延伸至所述熔料坩埚（8）内，位于所述硅料融化炉室（4）与所述硅料棒送料箱（19）结合处的所述硅料棒送料装置（20）上设有融化炉室开关阀门（21）。

4.根据权利要求1所述的液态连续加料多晶硅铸锭设备，其特征在于，所述熔料坩埚（8）外侧侧壁上均设有坩埚护板（7）。

5.根据权利要求1所述的液态连续加料多晶硅铸锭设备，其特征在于，所述加热器（6）包括电阻加热器（3）和感应加热器（22）。

6.一种液态连续加料多晶硅铸锭的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：首先关闭送料阀门（2），将预先配置好的固态硅料装入所述固态硅料存储箱（1）中，再将固态硅料存储箱（1）抽真空，通入惰性保护气体；

步骤二：打开送料阀门（2），将所述固态硅料放置于所述连接管（17）内；

步骤三：在铸锭炉室（16）内装入铸锭坩埚、铸锭坩埚护板（14）以及预先配置好的固态硅料，然后开启加热器（6）加热铸锭炉室（16），将该固态硅料融化；

步骤四：再将送料阀门（2）关闭，同时关闭硅液流量控制杆（9）或者硅液流量控制阀门（11），打开所述连接管（17）下端的送料阀门（2），将所述连接管（17）内的固态硅料放入熔料坩埚（8）后再关闭所述送料阀门（2），接着打开硅料融化炉室内（4）的电阻加热器（3）或者感应加热器（22），将该固态硅料融化；

步骤五：待硅料融化炉室（4）内的固态硅料被部分或全部融化后，开启硅液流量控制杆（9）或者硅液流量控制阀门（11），使硅液流入铸锭坩埚内；

步骤六：根据需求控制硅料融化炉室（4）的加热功率，并定时重复步骤一和步骤四，对熔料坩埚（8）进行固态硅料补偿；

步骤七：当铸锭炉室（16）内的硅料全部融化且硅液开始长晶过程时，根据需要对来自硅料融化炉室（4）中的液态硅持续补充；

步骤八：当液态硅料总量补充完毕便停止固态和液态硅料的加料。

7.根据权利要求6所述的液态连续加料多晶硅铸锭设备，其特征在于，所述步骤一中的硅料尺寸小于30mm，并且所述惰性气体包括氩气。

8.根据权利要求6所述的液态连续加料多晶硅铸锭设备，其特征在于，所述步骤六中的加热程度要确保硅料融化速率与硅液流入铸锭坩埚速率接近或稍高。