[发明专利]一种多晶硅铸锭熔料及排杂工艺

权利要求书

1.一种多晶硅铸锭熔料及排杂工艺，其特征在于该工艺包括以下步骤：

步骤一、预热：采用铸锭炉对装于坩埚内的硅料进行预热，并将所述铸锭炉的加热温度逐步提升至T1；预热时间为6h～10h，其中T1=1165℃～1185℃；

步骤二、熔化：采用所述铸锭炉对装于坩埚内的硅料进行熔化，直至坩埚内的硅料全部熔化；熔化温度为T1～T5；其中T5=1540℃～1560℃；

本步骤中熔化过程中，向所述铸锭炉内充入惰性气体并将所述铸锭炉内气压保持在Q1，其中Q1=550mbar～650mbar；

步骤三、排杂，过程如下：

第11步、降压：将所述铸锭炉的加热温度控制在T5，并将所述铸锭炉的气压由Q1降至Q2，降压时间为8min～12min；其中，Q2=350mbar～450mbar；

第12步、保压：将所述铸锭炉的加热温度控制在T5，并将所述铸锭炉内气压保持在Q2，保压时间为10min～60min；

第13步、升压及降温：先将所述铸锭炉的气压由Q2升至Q1，再将所述铸锭炉的加热温度由T5逐渐降至T6，其中T6为多晶硅结晶温度且T6=1420℃～1440℃。

2.按照权利要求1所述的一种多晶硅铸锭熔料及排杂工艺，其特征在于：第12步中保压时间为25min～35min。

3.按照权利要求1或2所述的一种多晶硅铸锭熔料及排杂工艺，其特征在于：步骤二中Q1=600mbar，第11步中Q2=400mbar。

4.按照权利要求1或2所述的一种多晶硅铸锭熔料及排杂工艺，其特征在于：第13步中将所述铸锭炉的气压由Q2升至Q1的升压时间为8min～12min，将所述铸锭炉的加热温度由T5逐渐降至T6的降温时间为1h～2h。

5.按照权利要求1或2所述的一种多晶硅铸锭熔料及排杂工艺，其特征在于：步骤三中排杂过程所需总时间为2.4h～2.6h。

6.按照权利要求1或2所述的一种多晶硅铸锭熔料及排杂工艺，其特征在于：步骤二中待坩埚内的硅料全部熔化后，先将所述铸锭炉的加热温度控制在T5，之后所述铸锭炉的加热功率开始下降，待所述铸锭炉的加热功率停止下降且持续时间t后，熔料过程完成；然后，再进入步骤三；其中t=18min～22min。

7.按照权利要求6所述的一种多晶硅铸锭熔料及排杂工艺，其特征在于：步骤一中预热过程中，将所述铸锭炉的加热功率逐步升高至P1，其中P1=70kW～80kW；步骤二中所述坩埚内的硅料全部熔化后，对所述铸锭炉的加热功率变化情况进行观测，待所述铸锭炉的加热功率下降至P2，并保持P2不变且持续时间t后，熔料过程完成；其中，P2=35kW～45kW。

8.按照权利要求1或2所述的一种多晶硅铸锭熔料及排杂工艺，其特征在于：步骤二中进行熔化时，过程如下：

第1步、保温：将所述铸锭炉的加热温度控制在T1，并保温0.4h～0.6h；

第2步至第5步、升温及加压：由先至后分四步将所述铸锭炉的加热温度由T1逐渐提升至T2，升温时间为0.4h～0.6h；升温过程中向所述铸锭炉内充入惰性气体并将所述铸锭炉的气压逐步提升至Q1；其中，T2=1190℃～1210℃；

第6步、第一次升温及保压：将所述铸锭炉的加热温度由T2逐渐提升至T3且升温时间为3.5h～4.5h，升温过程中所述铸锭炉内气压保持在Q1；其中，T3=1440℃～1460℃；

第7步：第二次升温及保压：将所述铸锭炉的加热温度由T3逐渐提升至T4且升温时间为3.5h～4.5h，升温过程中所述铸锭炉内气压保持在Q1；其中，T4=1490℃～1510℃；

第8步、第三次升温及保压：将所述铸锭炉的加热温度由T4逐渐提升至T5且升温时间为3.5h～4.5h，升温过程中所述铸锭炉内气压保持在Q1；其中，T5=1540℃～1560℃；

第9步、保温：将所述铸锭炉的加热温度控制在T5，并保温3.5h～4.5h；保温过程中，所述铸锭炉内气压保持在Q1；

第10步、持续保温：将所述铸锭炉的加热温度控制在T5，并保温4h～8h，直至坩埚内的硅料全部熔化；保温过程中，所述铸锭炉内气压保持在Q1。

9.按照权利要求1或2所述的一种多晶硅铸锭熔料及排杂工艺，其特征在于：步骤一中所述铸锭炉为G5型铸锭炉。

10.按照权利要求8所述的一种多晶硅铸锭熔料及排杂工艺，其特征在于：第2步至第5步中由先至后分四步将所述铸锭炉的加热温度由T1逐渐提升至T2时，每一步提升温度5℃～8℃，且每一步提升均需5min～12min；第6步中进行第一次升温及保压过程中、第7步中进行第二次升温及保压过程中、第8步中进行第三次升温及保压过程中和第9步中进行保温过程中，均需对所述铸锭炉的加热功率变化情况进行观测，并确保所述铸锭炉的加热功率变化平稳。