[发明专利]一种具有大尺寸柱晶的硅锭的制备方法

权利要求书

1.一种具有大尺寸柱晶的硅锭的制备方法，其特征在于它按以下步骤实现：

步骤一、石墨底座(7)的上端面设置在距冷坩埚(8)的上端面25mm～30mm处，将料斗(26)装满颗粒硅，并先漏入石墨底座(7)的上端面上250g～300g的颗粒硅；

步骤二、利用真空泵(3)将真空室(2)抽真空，使真空室(2)的真空度为0.05Pa～0.1Pa；

步骤三、向真空室(2)充入300～400Pa的氩气；

步骤四、感应线圈(17)通入单相交流电，电源功率为50kW～55kW，通过感应线圈(17)使冷坩埚(8)内的颗粒硅感应加热并完全熔化，感应线圈(17)的线径为Φ8mm～Φ12mm，感应线圈(17)的匝数为4匝；

步骤五、启动步进电机(25)使颗粒硅连续不断的向冷坩埚(8)内加入，形成颗粒硅熔体驼峰后，停止步进电机(25)，保温30～50min；

步骤六、启动位移电机(6)驱动拉杆(5)以0.5mm/min～1.0mm/min的速度向下运动，同时启动步进电机(25)，使石墨管(18)中的颗粒硅与抽拉凝固的硅锭相适用的速度连续不断的向冷坩埚(8)内加料，同时冷坩埚(8)下面的冷却器(4)为熔化的颗粒硅提供强冷，使熔化的颗粒硅形成具有定向凝固组织的柱状晶，待石墨底座(7)向下移动120mm～160mm后，即为所需长度的柱状晶硅锭；

步骤七、柱状晶硅锭的外层有1mm～2mm的多晶层，外层内部为平行于拉杆方向的柱状晶，将多晶层加工去除后即为具有定向凝固多晶硅锭。

2.根据权利要求1所述的一种具有大尺寸柱晶的硅锭的制备方法，其特征在于所述步骤一中的冷坩埚(8)的材质为紫铜，且紫铜内通冷却水。

3.根据权利要求1所述的一种具有大尺寸柱晶的硅锭的制备方法，其特征在于所述步骤一中的先漏入石墨底座(7)的上端面上250g的颗粒硅。

4.根据权利要求1所述的一种具有大尺寸柱晶的硅锭的制备方法，其特征在于所述步骤二中的真空室(2)的真空度为0.08Pa。

5.根据权利要求1所述的一种具有大尺寸柱晶的硅锭的制备方法，其特征在于所述步骤三中向真空室(2)充入350Pa的氩气。

6.根据权利要求1所述的一种具有大尺寸柱晶的硅锭的制备方法，其特征在于所述步骤四中的感应线圈(1)7的线径为Φ8mm～Φ12mm，感应线圈(17)的匝数为4匝。

7.根据权利要求1所述的一种具有大尺寸柱晶的硅锭的制备方法，其特征在于所述步骤四中的电源功率为50KW。

8.根据权利要求1所述的一种具有大尺寸柱晶的硅锭的制备方法，其特征在于所述步骤五中在冷坩埚(8)内形成的熔体驼峰后的颗粒硅，保温时间为40min。

9.根据权利要求1所述的一种具有大尺寸柱晶的硅锭的制备方法，其特征在于所述步骤六中的拉杆(5)向下运动的速度与石墨管(18)中的颗粒硅的加料速度一致。

10.根据权利要求1所述的一种具有大尺寸柱晶的硅锭的制备方法，其特征在于所述步骤六中石墨底座(7)向下移动140mm。