[发明专利]铸造大尺寸硅锭的方法有效
申请号: | 201310677131.9 | 申请日: | 2013-12-13 |
公开(公告)号: | CN103668427A | 公开(公告)日: | 2014-03-26 |
发明(设计)人: | 潘家明;何广川;陈艳涛;李孟 | 申请(专利权)人: | 英利集团有限公司 |
主分类号: | C30B11/00 | 分类号: | C30B11/00;C30B28/06;C30B29/06 |
代理公司: | 石家庄国为知识产权事务所 13120 | 代理人: | 米文智 |
地址: | 071051 河*** | 国省代码: | 河北;13 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 铸造 尺寸 方法 | ||
1.一种铸造大尺寸硅锭的方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)对G5铸锭炉的热场进行改造,改造后的热场符合安装G6铸锭炉底板、侧板和坩埚的要求,然后在热场内安装G6铸锭炉底板、侧板以及坩埚;
(2)加热:将硅料装在坩埚内,将加热器的功率缓慢提升,加热硅料至完全熔融状态,当顶部测温点温度达到1150℃±20℃时跳转至熔化阶段;
(3)熔化:加热器功率自动调整,将铸锭炉顶部测温点的温度逐步提升至1540℃±20℃,使坩埚底部硅液开始准备结晶;
(4)结晶:将百叶窗逐步打开至最大开度90°,保持稳定的硅液结晶速率,自动调整铸锭炉的功率,并逐步将顶部测温点的温度降低至1355℃±20℃;
(5)退火:关闭百叶窗,首先自动调整功率逐步将顶部测温点的温度降至1330℃±20℃,然后将铸锭炉的功率设定到20%,自动调整热场的温度;
(6)冷却:关闭炉体内的加热器并逐步打开百叶窗至最大开度90°,将硅锭进行冷却。
2.根据权利要求1所述的铸造大尺寸硅锭的方法,其特征在于:步骤(1)包括:1)去掉G5铸锭炉原有隔热挡板(8),保证热场内有足够的空间;2)去掉百叶窗(5)上部的隔热碳毡(13),增加铸锭炉热场内部散热窗口面积;3)将热场顶部测温点外移50mm-70mm,保证G6铸锭炉的石墨侧面护板不会与热电偶刮蹭;4)将G5铸锭炉内的石墨侧面护板(2)、石墨底板(9)和石英坩埚(1)更换为G6铸锭炉的石墨侧面护板、石墨底板和石英坩埚。
3.根据权利要求1所述的铸造大尺寸硅锭的方法,其特征在于:所述加热步骤分为五个阶段,第一阶段持续时间10分钟,顶部加热器功率输出10%,百叶窗开度为0°,自动调整热场内的温度;第二阶段持续时间30分钟,顶部加热器功率输出30%,百叶窗开度为0°;第三阶段持续时间30分钟,顶部加热器功率输出60%,百叶窗开度为0°;第四阶段持续时间30分钟,顶部加热器功率输出定80%,百叶窗开度为0°;第五阶段持续时间6小时,顶部加热器功率输出80%,百叶窗开度为0°,直到顶部测温点温度到达1150℃±20℃,自动跳转到熔化阶段。
4.根据权利要求1所述的铸造大尺寸硅锭的方法,其特征在于:所述熔化步骤分为四个阶段,第一阶段持续时间2.5小时,自动调整功率,控制顶部测温点温度为1150℃±20℃,百叶窗开度为0°;第二阶段持续时间3.5小时,自动调整功率,控制顶部测温点温度为1350℃±20℃,百叶窗开度为0°;第三阶段持续时间4小时,自动调整功率,控制顶部测温点温度为1550℃±20℃,百叶窗开度为0°;第四阶段持续时间15小时,自动调整功率,控制顶部测温点温度为1550℃±20℃,百叶窗开度为0°,当操作人员判断硅料完全熔化后手动调整至结晶阶段。
5.根据权利要求1所述的铸造大尺寸硅锭的方法,其特征在于:所述结晶分为九个阶段,第一阶段持续时间30分钟,自动调整功率,将顶部测温点的温度控制在1420℃±20℃,百叶窗开度为25°;第二阶段持续时间30分钟,自动调整功率,将顶部测温点的温度控制在1420℃±20℃,百叶窗开度为35°;第三阶段持续时间3小时,自动调整功率,将顶部测温点的温度控制在1405℃±20℃,百叶窗开度为45°;第四阶段持续时间4小时,自动调整功率,将顶部测温点的温度控制在1400℃±20℃,百叶窗开度为55°;第五阶段持续时间6小时,自动调整功率,将顶部测温点的温度控制在1390℃±20℃,百叶窗开度为70°;第六阶段持续时间6小时,自动调整功率,将顶部测温点的温度控制在1375℃±20℃,百叶窗开度为85°;第七阶段持续时间6小时,自动调整功率,将顶部测温点的温度控制在1365℃±20℃,百叶窗开度为90°;第八阶段持续时间6小时,自动调整功率,将顶部测温点的温度控制在1355℃±20℃,百叶窗开度为90°;当操作人员判定结晶完成后,手动跳转至结晶第九阶段;第九阶段持续时间15小时,自动调整功率,将顶部测温点的温度控制在1355℃±20℃,百叶窗开度为90°。
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