[发明专利]一种使用粉料的铸造多晶硅靶材的方法

摘要

本发明涉及多晶硅靶材铸造技术领域，特别涉及一种使用粉料的铸造多晶硅靶材的方法。本发明在多晶硅靶材铸造过程中，通过装料方法、工艺控制的改善，达到微米级粉料彻底熔化避免粘埚的目的，得到符合要求的靶材整锭；通过此方法可将降低对原料颗粒度的要求，从而降低了使用原料的成本；通过该方法避免由粘埚产生的硅锭裂纹，提高多晶硅靶材整锭的品质。

主权项

一种使用粉料的铸造多晶硅靶材的方法，其特征是：包括以下步骤：(1)装料过程中，首先在底部装入3‑10mm的多晶硅颗粒料20‑30kg，并将底部铺满，边部使用块状料进行护边后，装入300‑600kg粉料，并铺平；在粉料顶部再铺3‑10mm的多晶硅颗粒料30‑50kg，在颗粒料的顶部放置200‑300kg块状料进行压实；(2)将装好的硅料投炉后手动低速抽真空，加热使石墨器件、隔热层、原料等的湿气蒸发，并在3～4h时间达到1000‑1200℃；通入氩气作为保护气，使炉内压力保持在40～60KPa，使坩埚内温度在4‑6h内快速到达1400～1460℃进入熔化阶段，此过程中隔热笼始终在关闭状态；(3)在熔化阶段，温度逐步从1400～1460℃经过7‑9h升高到1540～1560℃，直至硅料完全融化，待硅料完全且顶部观察窗观察无漂浮物后继续保温1‑2h，保证粉料完全熔化，以尽可能多的排除硅液中可挥发性的杂质，然后，跳步至长晶阶段；(4)长晶过程中，温度从1540℃‑1560℃经过26‑30h缓慢降低到1400‑1410℃，完成长晶阶段；(5)晶体生长完成后，晶锭在1350～1390℃的退火温度保持4～5h时间，使得晶锭的温度均匀，从而减小热应力，降低产生裂纹的风险；(6)降温阶段，炉内通入大流量氩气，使温度逐渐降低到300℃后取出硅锭，防止出现裂纹。