[实用新型]一种类单晶硅铸锭炉及其所用籽晶

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体材料制作工艺技术领域，更具体地说，涉及一种类单晶硅铸锭炉及其所用籽晶。

背景技术

硅片是太阳能电池的载体，硅片质量的好坏直接决定了太阳能电池转换效率的高低，而硅片是由晶体硅锭切割而成的，晶体硅锭质量的好坏直接决定了所制备硅片的质量的好坏，因此，为了使得太阳能电池具有较高的转换效率，首先需要保证晶体硅锭的质量。

晶体硅锭的铸锭工艺包括：加热、熔化、长晶、退火和冷却五个阶段，是在真空铸锭炉里进行的，铸锭炉设置有热场控制装置，所述热场控制装置主要包括坩埚、底板等组成部分。生产时，在坩埚底部敷设好籽晶，再向坩埚内放置一定量的硅料，对炉体抽真空后进行铸锭生产。

参考图1，图1为现有技术中一种用于单晶硅铸锭工艺的热场控制装置的切面结构示意图，包括：长方体结构的坩埚11，一般为石英坩埚；敷设在所述坩埚11侧壁上的侧板12，一般为石墨侧板；敷设在所述石英坩埚底部的籽晶13；敷设在所述石英坩埚下面的底板14，一般为石墨底板。具体的，所述籽晶的分布方式，参考图2，图2为现有的类单晶硅铸锭工艺热场控制装置的坩埚内的籽晶分布结构俯视图。如图2中所示，现有技术在生产时，在石英坩埚底面敷设25块籽晶，以5×5的方阵敷设满整个石英坩埚底部。

通过对现有的单晶铸锭工艺热场控制装置的描述可知，现有的坩埚形状是长方体形，生产时在其底部敷设一层籽晶。但是，由于籽晶之间存在缝隙，导致坩埚底部籽晶层附近的晶体不能均匀生长，进而导致晶体缺陷度高、甚至是产生多晶，从而影响产品的生产质量。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种类单晶硅铸锭炉及籽晶，该技术方案通过设定形状的坩埚，通过1块设定形状的籽晶可实现晶体的均匀生长，降低了晶体缺陷度，保障了产品的质量，同时降低了籽晶的消耗。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种类单晶硅铸锭炉，包括：

坩埚、位于所述坩埚底部下方的托板和位于所述托板下方的底板；

其中，所述坩埚为漏斗式坩埚，该坩埚具有至少4个矩形侧壁，其底部由与侧壁数量相同的梯形斜面及1个多边形底面构成，该多边形底面的边数与侧壁数量相同，且所述坩埚底部的梯形斜面与对应的矩形侧壁的夹角大于90°；

所述托板上表面的形状与所述坩埚底部的形状相匹配，所述托板上表面中心区域的多边形表面与所述坩埚的多边形底面相接触，且所述托板上表面的梯形斜面与所述坩埚底部对应矩形侧壁的夹角大于该侧壁与该侧壁对应的坩埚底部的梯形斜面的夹角；

所述底板上表面的形状与所述托板下表面的形状相匹配且相互接触。

优选的，上述铸锭炉中，所述坩埚为方形漏斗式坩埚，所述方形漏斗式坩埚具有4个矩形侧壁，其底部是由4个相同梯形斜面及1个矩形底面构成。

优选的，上述铸锭炉中，所述托板上表面的梯形斜面与所述坩埚的对应矩形侧壁的夹角大于所述侧壁与该侧壁对应的坩埚底部的梯形斜面的夹角为：所述石英坩埚底部的每个梯形斜面与所述托板对应梯形斜面之间存在有一个楔形缝隙，所述楔形缝隙最大缝隙间距不超过3mm。

优选的，上述铸锭炉中，所述坩埚底部的梯形斜面与对应矩形侧壁的夹角不超过150°。

优选的，上述铸锭炉中，所述托板下表面形状与上表面形状相匹配，包括：1个中心矩形底面和4个矩形斜面，其底部下表面的梯形斜面与对应坩埚侧壁的夹角大于与该梯形斜面对应的托板上表面的梯形斜面与所述对应坩埚侧壁的夹角。

优选的，上述铸锭炉中，所述托板下表面形状为矩形平面。

优选的，上述铸锭炉中，所述托板是由石墨材料经过高温压制所制备的具有设定结构的石墨托板。

优选的，上述铸锭炉中，所述底板是由石墨材料经过高温压制所制备的具有设定结构的石墨底板。

本实用新型还提供了一种用于上述类单晶硅铸锭炉的籽晶，其特征在于，所述籽晶的形状为正多棱棱台；

所述棱台的形状与上述铸锭炉中的坩埚底部形状相匹配，具体为：具有与所述坩埚底部的梯形斜面数量相同的梯形侧面；具有与所述坩埚底部多边形底面全等的第一多边形底面；所述棱台的梯形侧面与所述第一底面之间的夹角等于所述坩埚底部的梯形斜面与所述坩埚底部的多边形底面之间的夹角。

优选的，上述籽晶中，所述籽晶的形状具体为正四棱台；