[发明专利]一种多晶硅铸锭工艺

权利要求书

1.一种多晶硅铸锭工艺，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、长晶：将所述铸锭炉的加热温度由T5逐渐降至T6后，开始进行定向凝固并进入长晶过程，其中T6为多晶硅结晶温度且T6=1420℃～1440℃；长晶过程如下：

步骤301、将所述铸锭炉的加热温度控制在T6，并保温50min～70min；本步骤中，所述铸锭炉的隔热笼提升高度为60mm～100mm；

步骤302、将所述铸锭炉的加热温度控制在T6，并保温100min～140min；本步骤中，所述铸锭炉的隔热笼提升高度与步骤301中的提升高度相同；

步骤303、将所述铸锭炉的加热温度控制在T6，并保温160min～200min；本步骤中，所述铸锭炉的隔热笼提升高度为105mm～115mm；

步骤304、将所述铸锭炉的加热温度由T6逐渐降至T7，降温时间为7h～9h；本步骤中，所述铸锭炉的隔热笼提升高度为205mm～215mm；其中，T7=1405℃～1425℃；

步骤305、将所述铸锭炉的加热温度控制在T7，并保温7h～9h；本步骤中，所述铸锭炉的隔热笼提升高度与步骤304中的提升高度相同；

步骤306、将所述铸锭炉的加热温度控制在T7，并保温7h～9h；本步骤中，所述铸锭炉的隔热笼提升高度与步骤304中的提升高度相同；

步骤307、将所述铸锭炉的加热温度由T7逐渐降至T8，降温时间为4h～5.5h；本步骤中，所述铸锭炉的隔热笼提升高度与步骤304中的提升高度相同；其中，T8=1395℃～1415℃；

步骤四、退火及冷却：步骤三中长晶过程完成后，进行退火与冷却，并获得加工成型的多晶硅铸锭。

2.按照权利要求1所述的一种多晶硅铸锭工艺，其特征在于：步骤三中长晶过程完成后，获得多晶硅锭，所述多晶硅锭分为高度为h1的顶部节段、高度为h1的底部节段和连接于所述顶部节段与所述底部节段之间的中部节段；步骤四中对所述多晶硅锭进行退火与冷却，并获得加工成型的多晶硅铸锭；其中，h1=30mm～55mm；

步骤三中长晶过程中，对所述多晶硅锭的长晶速度进行控制，其中所述多晶硅锭的顶部节段和底部节段的长晶速度均≤10mm/h，所述多晶硅锭的中部节段的长晶速度为13mm/h～16mm/h。

3.按照权利要求1或2所述的一种多晶硅铸锭工艺，其特征在于：步骤三中T6=1420℃，T7=1405℃，T8=1395℃；步骤301中保温时间为1h，所述铸锭炉的隔热笼提升高度为90mm；步骤302中保温时间为2h；步骤303中保温时间为3h，所述铸锭炉的隔热笼提升高度为110mm；步骤304中降温时间为9h，所述铸锭炉的隔热笼提升高度为210mm；步骤305和步骤306中保温时间均为9h；步骤307中降温时间为5h。

4.按照权利要求1或2所述的一种多晶硅铸锭工艺，其特征在于：步骤四中进行退火时，过程如下：

步骤401、降温：将所述铸锭炉的加热温度由T8逐渐降至T9，降温时间为50min～70min；其中，T9=1370℃～1390℃；

步骤402、保温：将所述铸锭炉的加热温度控制在T9，并保温50min～70min；

步骤403、降温：将所述铸锭炉的加热温度由T9逐渐降至T10，降温时间为2h～3h；其中T10=1100℃～1200℃。

5.按照权利要求1或2所述的一种多晶硅铸锭工艺，其特征在于：步骤403中退火完成后，进行冷却时，将所述铸锭炉的加热温度由T10逐渐降至400℃，且冷却时间为10h～14h。