[实用新型]用于晶硅铸锭炉的石墨热场及晶硅铸锭炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及晶硅铸锭炉的制造技术领域，尤其涉及一种用于晶硅铸锭炉的石墨热场及晶硅铸锭炉。

背景技术

多晶硅片的位错密度过高是限制多晶硅电池转换效率的主要因素之一。传统多晶硅片内的位错产生原因一方面是硅锭内碳含量过高，碳原子较硅原子半径小，会引起较大的晶格畸变，产生大量位错；另一方面是传统定向凝固方法的局限性，晶体生长初期，晶体内存在较大的位错密度，后期位错增殖，造成整锭位错密度过高。上述位错产生的两个原因中后者占主要地位。

目前，在改善铸锭位错密度方面，已经做了大量的尝试。其中，使用半熔铸锭工艺以获得位错密度较低的硅锭被广泛采用。该方法的关键技术点在于：在坩埚底部引入硅料作为形核中心，在铸锭过程中保持底部硅料部分熔化，使铸锭在未熔化的硅料上生长，制备出小晶粒硅锭。

半熔铸锭工艺虽然可以显著改善多晶硅锭的品质，但由于铸锭炉热场结构的限制，靠近加热器即坩埚边缘部分的温度显著高于坩埚中心区域，导致坩埚边缘区域引入的硅料容易熔化，以致此方法制备的多晶硅锭，中心区域在未熔化的硅料上生长，而靠近坩埚的区域则在坩埚底部进行形核长大，不同区域的晶体质量存在明显的差异，使得此方法制备的多晶硅锭边缘硅棒所加工硅片效率较低，降低了硅锭的整体品质。

因此，有必要提供一种用于晶硅铸锭炉的石墨热场及晶硅铸锭炉以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于晶硅铸锭炉内且具备温度调节功能的石墨热场及设置有该石墨热场的晶硅铸锭炉。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种用于晶硅铸锭炉的石墨热场，其包括设置于晶硅铸锭炉内坩埚的外侧的石墨侧板，所述石墨侧板下侧设有开槽，所述石墨热场还包括填充于所述开槽内的多孔材料、通入开槽内的气体供应管路和设置于气体供应管路上的质量流量控制器。

作为本实用新型的进一步改进，所述多孔材料为多孔陶瓷材料。

作为本实用新型的进一步改进，所述开槽沿石墨侧板宽度方向延伸呈长型，并且在石墨侧板宽度方向上的两端距离石墨侧板边缘2-5cm，所述开槽沿上下方向的深度为10-15cm，沿石墨侧板厚度方向的宽度为1-2cm。

作为本实用新型的进一步改进，所述石墨热场还包括伸入所述开槽内以测量开槽区域温度的热电偶，所述质量流量控制器根据热电偶的测量温度调整通入开槽内的气体流量。

作为本实用新型的进一步改进，所述热电偶靠近石墨侧板相邻坩埚的内壁设置。

作为本实用新型的进一步改进，所述开槽向下开放设置，所述石墨热场还包括设置于坩埚底部的石墨底板，所述石墨底板上贯穿设置有与所述开槽相连通的入气孔，所述气体供应管路的供应气体通过所述入气孔进入开槽内。

作为本实用新型的进一步改进，所述石墨侧板在坩埚四周设置有四块，每块石墨侧板上均设置有所述开槽，并且在开槽内填充有所述多孔材料，所述石墨底板上对应四块石墨侧板设置有四个所述入气孔，所述入气孔分别沿石墨侧板宽度方向设置于中间位置处。

作为本实用新型的进一步改进，所述石墨底板下方还设置有定向凝固块，所述定向凝固块上设置有上下贯穿并与所述入气孔对应连通的通孔。

为实现上述实用新型目的，本实用新型还提供了一种晶硅铸锭炉，其包括设于炉内的坩埚和设置于坩埚周围的石墨热场，所述石墨热场如上述设置。

本实用新型通过在石墨侧板下侧设置开槽，并在开槽内填充多孔材料，然后向开槽内通入气体来调节石墨侧板下侧的温度，其中，多孔材料可保证通入的气体与石墨侧板进行充分地交换热量，最大限度降低石墨侧板的开槽内温度，进而可降低坩埚边缘区域的温度，使坩埚边缘区域的硅料能够保持固态，从而可获得整锭均在未熔化硅料上生长的高质量多晶硅铸锭。

附图说明

图1是本实用新型晶硅铸锭炉的结构示意图。

图2是图1中圈出部分的放大图。

具体实施例

以下将结合附图所示的实施例对本实用新型进行详细描述。但这些实施例并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施例所做出的结构或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

请参照图1和图2所示为本实用新型晶硅铸锭炉一较佳实施例。所述晶硅铸锭炉100包括放置于炉内的所述坩埚1和和设置于坩埚1周围的石墨热场。所述石墨热场具备温度调节功能，以用以均衡晶硅铸锭炉100内坩埚1边缘的温度，使得坩埚1内部边缘区域的硅料能够保持固态，从而可获得整锭均在未熔化硅料上生长的高质量多晶硅铸锭。