[发明专利]晶体碎料拉制硅芯的方法及实施该方法的一种装置

说明书

技术领域：

本发明属于多晶硅拉制硅芯的一种方法，涉及多晶硅或其它晶体碎料拉制 硅芯的方法，尤其是涉及一种多晶硅或其它晶体碎料拉制硅芯的装置。

背景技术：

目前，硅芯在国内使用量非常巨大；现有的硅芯是以区熔方式所生产的， 其工艺过程中使用高频线圈、籽晶夹头来完成拉制过程，其工作原理如下：工 作时通过给高频线圈通入高频电流，高频感应加热，使高频线圈产生电流对原 料棒产生磁力线，加热后的原料棒上端头形成融化区，然后将籽晶插入熔化区， 慢慢提升籽晶，熔化后的原料就会跟随籽晶上升，形成一个新的柱形晶体，这 个新的柱形晶体便是硅芯或其它材料晶体的制成品。

本人通过观察发现硅芯制成过程中出现的余料，不小心折断的硅芯等处理 非常繁琐，一般会将上述废料进行回收，然后返回厂家进行再加工处理，也有 比较有实力的生产企业通过直拉炉对废料进行还原，然后对还原后的原料棒进 行再次拉制，这种做法不仅增加了硅芯拉制方的成本，而且再利用的时间会在 物流、中转、还原等环节或过程中延长。

发明内容：

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种晶体碎料拉制硅芯的方法 及实施该方法的一种装置，本发明所述晶体碎料拉制硅芯的方法使用较为简单 的坩埚、加热套及导模结构，使晶体碎料得以再次利用，而且省略了还原过程， 不仅节约了企业成本，而且减少了晶体碎料的周转周期。

为了实现上述发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种晶体碎料拉制硅芯的装置，包括用于融化晶体碎料的坩埚和加热套； 用于对籽晶降温的导模结构；所述用于融化晶体碎料的坩埚和加热套，包括坩 埚、加热套、坩埚支撑体，所述坩埚的外部设有加热套，坩埚与加热套之间留 有3-10公分的距离，在坩埚的下部设有坩埚支撑体，所述坩埚的内表面上部 设置有导模支撑；所述用于对籽晶降温的导模结构，所述的导模放置在导模支 撑上，导模为一空腔结构，在导模的空腔结构上部任意部位设置冷却水口A 和冷却水口B，在导模的中部设有籽晶提拉口。

所述的晶体碎料拉制硅芯的装置，在导模的空腔结构上部的冷却水口A 至少设置为一个。

所述的晶体碎料拉制硅芯的装置，在导模的空腔结构上部的冷却水口B 至少设置为一个。

所述的晶体碎料拉制硅芯的装置，在导模中部的籽晶提拉口至少设置为一 个。

一种晶体碎料拉制硅芯的方法，包括如下步骤：

A、将晶体碎料的杂质清除干净；

B、把干净晶体碎料放入坩埚，晶体碎料的高度不得超出导模支撑的上表 面，并将晶体碎料平整压实，然后将导模放置在坩埚内表面的导模支撑上；坩 埚支撑体保持坩埚的独立，坩埚与加热套之间留有3-10公分的距离，以便防 止加热套出现接近坩埚后局部晶体碎料过热；

C、开启加热套对坩埚进行加热至坩埚内的晶体碎料融化，所述的晶体碎 料融化，应根据晶体碎料的不同来设置温度；以多晶硅为例，多晶硅的晶体碎 料融化温度在1800°左右，所以以1800°的融化点为宜并保持，坩埚内的晶 体碎料融化为液体；

D、籽晶夹头带着籽晶下降，籽晶穿过导模中部的籽晶提拉口接近并插入 熔化的晶体碎料液体，然后提升籽晶，坩埚内熔化的晶体碎料液体会跟随籽晶 上升，导模空腔通过冷却水口A和冷却水口B的一进一出流过的冷却水给籽晶 降温，并使籽晶结晶；

E、通过上述步骤晶体碎料液体便形成了一个新的柱型晶体，其籽晶夹头 夹带籽晶缓慢上升，便可形成所需长度的成品硅芯；

F、重复上述步骤便可实现多次晶体拉制过程。

由于采用上述技术方案，本发明具有如下优越性：

本发明所述的晶体碎料拉制硅芯的方法及实施该方法的一种装置，本发明 所述晶体碎料拉制硅芯的方法使用较为简单的坩埚、加热套及导模结构，使晶 体碎料在坩埚内快速融化，当所述的晶体碎料加热后成为液体，利用籽晶夹头 带动籽晶拉制成品硅芯，变废为宝，使晶体碎料得以再次利用，不仅节约了企 业成本，而且减少了晶体碎料的周转周期；本发明且具有加热均匀、大量节约 能源、减少晶体碎料周转周期，省略了还原过程，设备投资较低及人工综合成 本也较低，可有效的提高生产效率等优点，易于在多晶硅行业推广实施。

附图说明：

图1是本发明的装置结构及硅芯拉制原理示意图；