[发明专利]一种多晶硅铸锭装置及其铸锭方法

说明书

本发明公开了一种多晶硅铸锭装置，包括炉体、上隔热笼高度调节机构、上隔热笼、下隔热笼、隔热罩调节组件、底座、坩埚、加热器、支撑架和导气管，上隔热笼高度调节机构设于炉体上部，隔热罩调节组件设于上隔热笼高度调节机构上，上隔热笼设于隔热罩调节组件上，支撑架设于炉体底壁上，下隔热笼设于支撑架上，底座设于下隔热笼上，坩埚设于底座上，加热器设于底座上且位于坩埚外侧，导气管设于炉体侧壁上且贯穿上隔热笼设置。本发明涉及多晶硅铸锭技术领域，具体提供了一种隔热笼密封效果优良，且可直线多晶硅的纵向温度梯度，以提高多晶硅结晶质量的多晶硅铸锭装置及其铸锭方法。

技术领域

本发明涉及多晶硅铸锭技术领域，具体为一种多晶硅铸锭装置及其铸锭方法。

背景技术

硅是一种重要的电子、光学材料，在信息、通讯、航天、环境保护等广阔的领域发挥着重要的作用，市场需求越来越大。如太阳能电池硅就远远不能满足需要，目前太阳能电池用硅来源有：一是半导体多晶硅弯头料、碎料；二是多晶硅多余的生产能力生产的太阳能级的多晶硅；三是电子级多晶硅生产的头尾料、锅底料。

目前多晶硅铸锭炉主要用于以铸锭方式生产硅半导体材料，多晶硅的生长主要是通过硅料在多晶硅铸锭炉中的定向生长来完成的。现有的多晶硅铸锭炉中的隔热笼隔热效果差，从而导致不能有效利用热量，造成能源浪费，增加生产成本；另外，现有的多晶硅铸锭炉中的坩埚通常仅能够同时进行升温和散热，不能形成纵向温度梯度，影响多晶硅的结晶质量。

发明内容

针对上述情况，为弥补上述现有缺陷，本发明提供了一种隔热笼密封效果优良，且可直线多晶硅的纵向温度梯度，以提高多晶硅结晶质量的多晶硅铸锭装置及其铸锭方法。

本发明提供如下的技术方案：本发明一种多晶硅铸锭装置，包括炉体、上隔热笼高度调节机构、上隔热笼、下隔热笼、隔热罩调节组件、底座、坩埚、加热器、支撑架和导气管，所述上隔热笼高度调节机构设于炉体上部，所述隔热罩调节组件设于上隔热笼高度调节机构上，所述上隔热笼设于隔热罩调节组件上，所述上隔热笼上部外侧设有卡合凸起一，所述上隔热笼下端设有卡合凹槽一，所述支撑架设于炉体底壁上，所述下隔热笼设于支撑架上，所述下隔热笼上端设有卡合凹槽二，所述下隔热笼下部外侧设有卡合凸起二，所述卡合凸起一与卡合凹槽二对应设置，所述卡合凸起二与卡合凹槽一对应设置，双重卡合内嵌结构提高了上隔热笼和下隔热笼的密封性，所述底座设于下隔热笼上，所述坩埚设于底座上，所述加热器设于底座上且位于坩埚外侧，所述导气管设于炉体侧壁上且贯穿上隔热笼设置。

进一步地，所述上隔热笼高度调节机构包括支撑板、高度调节电机、驱动皮带、驱动轴和驱动螺纹杆，所述支撑板设于炉体内，所述高度调节电机设于支撑板上，所述驱动轴转动设于支撑板上，所述驱动皮带套设于高度调节电机输出轴和驱动轴上，所述驱动螺纹杆转动设于炉体底壁上且与驱动轴相连。

进一步地，所述驱动轴和驱动螺纹杆均对称设有两组。

进一步地，所述隔热罩调节组件包括防护壳体、螺纹块、防护驱动电机、防护驱动齿轮和防护罩，所述防护壳体设于上隔热笼上，所述螺纹块设于防护壳体上，所述螺纹块通过螺纹连接设于驱动螺纹杆上，所述防护驱动电机设于防护壳体内，所述防护驱动齿轮设于防护驱动电机输出轴上，所述防护罩外侧壁上设有锯齿，所述防护罩滑动设于上隔热笼内，所述防护罩与防护驱动齿轮啮合，所述防护罩为两端开口的圆柱筒结构。

进一步地，所述支撑板和上隔热笼上均设有测温计。

进一步地，所述底座内设有冷却器。

一种多晶硅铸锭装置的铸锭方法，具体包括下列步骤：

1)上隔热笼和下隔热笼卡合连接，防护罩下端远离坩埚上方，通过导气管对上隔热笼和下隔热笼内进行抽真空；

2)启动加热器进行加热，上隔热笼上的测温计进行测温；