[实用新型]用于类单晶硅铸锭的坩埚装料结构

说明书

本实用新型提供了一种用于类单晶硅铸锭的坩埚装料结构。所述装料结构包括坩埚本体、设置于坩埚本体内的籽晶层、设置于籽晶层上方的硅片保护层、设置于硅片保护层上方且采用直径不大于5mm的小颗粒硅料铺设形成的缓冲层以及设置于缓冲层上方的碎硅料。本实用新型通过在籽晶层上面设置硅片保护层和缓冲层，平衡缓解上方碎硅料的压力，避免籽晶层表面受到碎硅料挤压造成的初始缺陷。

技术领域

本实用新型涉及类单晶硅铸锭技术领域，尤其涉及一种用于类单晶硅铸锭的坩埚装料结构。

背景技术

类单晶硅铸锭是通过定向凝固铸造方法得到类单晶硅锭，较之提拉法制造单晶硅棒具有更高的性价比，近年也成为业内积极研究开发的方向。

类单晶硅在进行铸锭时，通常会在坩埚底部先铺设一层单晶籽晶，然后在籽晶上铺设硅料，然后通过控制硅料的熔化状态来使得在类单晶硅硅锭在籽晶上生长成型。然而，通常硅料多为不规则形状，具有很多粗糙表面，并且硅料的装载量一般在800公斤以上，粗糙的硅料会对籽晶造成局部压强较大的挤压，使得在化料过程，高温状态下的籽晶受局部较大压强的影响而导致局部原子结构发生变化，形成由于挤压造成的初始缺陷，长晶过程中，该初始缺陷沿着生长方向向上繁殖，同时籽晶界面由于压力作用和退火应力作用，使得位错和缺陷大量增加，直接影响类单晶硅晶体品质。

因此，有必要提供一种可以解决上述问题的用于类单晶硅铸锭的坩埚装料结构。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于类单晶硅铸锭的坩埚装料结构，避免籽晶层表面由于受到挤压造成的初始缺陷和长晶过程中籽晶界面产生的位错和缺陷，保证类单晶硅晶体整体品质。

为了实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：一种用于类单晶硅铸锭的坩埚装料结构，其中，所述装料结构包括坩埚本体、设置于坩埚本体内的籽晶层、设置于籽晶层上方的硅片保护层、设置于硅片保护层上方且采用直径不大于5mm的小颗粒硅料铺设形成的缓冲层以及设置于缓冲层上方的碎硅料。

进一步的，硅片保护层中硅片的长宽尺寸与籽晶的长宽尺寸相同，并且所述硅片保护层中的硅片与籽晶上下对齐设置。所述硅片保护层中硅片的厚度为2mm至5mm。所述缓冲层中的小颗粒硅料均匀铺设，并且铺设厚度为15mm至25mm。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述籽晶层下方也设置有所述硅片保护层和所述缓冲层，所述缓冲层、硅片保护层和籽晶层自下向上依次排列设置。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述籽晶层包括若干籽晶组，每一籽晶组包括若干沿第一方向依次排布的籽晶，所述籽晶具有顶面及沿周向首尾依次相接的四个拼接面，所述籽晶组中两个相邻籽晶间的接缝与另一相邻籽晶组中位置相对应的两个相邻籽晶间的接缝呈错位设置。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述籽晶组包括在单晶硅棒上沿不同晶面切割得到的第一籽晶、第二籽晶与第三籽晶。其中所述籽晶组中的第一籽晶、第二籽晶、第三籽晶依次顺序排列。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述籽晶组中两个相邻籽晶的接缝与另一相邻籽晶组中相对应的两个相邻籽晶的接缝沿第一方向的错位长度不小于5mm。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述籽晶组中边缘籽晶沿第一方向尺寸小于第一籽晶、第二籽晶或第三籽晶尺寸，差值为籽晶排布错位长度。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：通过用于类单晶硅铸锭的坩埚装料结构，所述籽晶层上方铺设一层硅片保护层和缓冲层，所述硅片保护层和缓冲层在装料过程中，平衡和缓解碎硅料的压力，保护籽晶层不被硅料损伤，有效消除碎硅料挤压所产生的的籽晶表面初始缺陷，保证类单晶硅晶体整体品质，此结构简洁，易于操作，便于产业化生产。

附图说明

图1是本实用新型用于类单晶硅铸锭的坩埚装料结构示意图。