[发明专利]一种用于多晶硅铸锭炉降低铸锭碳氧含量的方法

说明书

一种用于多晶硅铸锭炉降低铸锭碳氧含量的方法，该方法包括以下步骤：（1）对石英坩埚进行喷涂氮化硅浆料作为脱模层，然后装料并在坩埚四周设置开有小孔的护板，护板尺寸长为500mm‑1200mm，高为300mm‑600mm，放置于石墨底板上，用叉车将料投入定向铸锭炉内；（2）合炉运行，抽真空处理后加热至800‑900℃时通入氩气，设置进气量为50%‑90%之间，继续升温至1550℃，直至硅料处于熔融状态；（3）然后打开隔热笼并降低设置温度，待硅料的熔融温度降至多晶硅铸锭的结晶温度后对混合硅料进行定向凝固直至完成长晶过程；（4）待长晶完成之后依次进行退火与冷却得到多晶硅铸锭，并取中心硅块靠近坩埚底部50mm处样片进行碳氧含量测试。

技术领域

本发明涉及一种用于多晶硅铸锭炉降低铸锭碳氧含量的方法。

背景技术

当前业内都是使用定向凝固铸锭炉进行铸锭，铸锭炉内有大量的石墨件如：石墨加热器、隔热笼保温板、坩埚护板、坩埚盖板等等，在铸锭过程中的高温条件下，很容易在硅熔体中引入大量碳杂质，另外这些石墨部件在高温条件下也会与氧、石英坩埚等发生化学反应生成CO、SiO等气体，这些气体会通过内部气流进入硅熔体中从而引入碳氧杂质；一般氧是以间隙态存在呈过饱和状态，铸锭有一个高温到低温的过程，氧浓度过高在这个过程中就会形成热施主或者氧沉淀，成为复合中心进而影响硅锭的少子寿命，影响电池片的光电转换效率；碳杂质可作为氧沉淀核心形成原生氧沉淀，当碳含量过高时可能形成SiC颗粒，影响硅锭的后续加工以及硅片的质量。因此，减少铸锭过程中引入的碳氧含量对多晶硅铸锭环节具有重要意义。

现有的铸锭过程中，炉体内部的石墨器件会与石英坩埚在高温下发生反应生成一氧化碳、一氧化硅等有害气体，在硅熔体上方循环，难以排出硅溶液、护板、盖板这一整体系统外，有害气体与硅熔体作用的时间过长从而被吸附溶解在硅熔体中，造成硅锭中的碳氧含量上升。

发明内容

本发明其目的就在于提供一种用于多晶硅铸锭炉降低铸锭碳氧含量的方法，解决了现有的铸锭过程中，存在有害气体与硅熔体作用的时间过长从而被吸附溶解在硅熔体中，造成硅锭中的碳氧含量上升的问题。

为实现上述目的而采取的技术方案是，一种降低铸锭碳氧含量的方法，该方法包括以下步骤：

（1）对石英坩埚进行喷涂氮化硅浆料作为脱模层，然后装料并在坩埚四周设置开有小孔的护板，护板尺寸长为500mm-1200mm，高为300mm-600mm，放置于石墨底板上，用叉车将料投入定向铸锭炉内；

（2）合炉运行，抽真空处理后加热至800-900℃时通入氩气，设置进气量为50%-90%之间，继续升温至1550℃，直至硅料处于熔融状态；

（3）然后打开隔热笼并降低设置温度，待硅料的熔融温度降至多晶硅铸锭的结晶温度后对混合硅料进行定向凝固直至完成长晶过程；

（4）待长晶完成之后依次进行退火与冷却得到多晶硅铸锭，并取中心硅块靠近坩埚底部50mm处样片进行碳氧含量测试。

有益效果

与现有技术相比本发明具有以下优点。

本发明的优点是，该方法能够形成了一个稳定的由内向外的气流通路，使得炉内碳杂质无法通过小孔进入硅熔体，也避免了碳与石英坩埚之间的反应，减少了碳氧杂质的引入，达到降低碳氧含量的目的。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步详述。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明实施方案示意图。

具体实施方式

一种用于多晶硅铸锭炉降低铸锭碳氧含量的方法，该方法包括以下步骤：