[发明专利]一种铸锭加热器及铸锭炉

说明书

本申请公开了一种铸锭加热器，包括侧部加热器及顶部加热器；所述侧部加热器设置在所述铸锭加热器的热场的四边，在所述热场内部的四个拐角处无连接，通过电极引出所述热场之外后互相电连接；所述顶部加热器设置在所述铸锭加热器的热场的顶部。本申请中在侧面设置了四个在热场内部互不接触的加热器，取消了热场内拐角处的连接器，避免了由于拐角处厚度难以控制带来的热场不均匀的风险，可以解决目前热场中存在的某个角过热，导致硅锭表面鼓包开裂、杂质位错多等质量问题；同时侧部加热器在热场内拐角处无连接，解决了拐角处对坩埚尺寸的限制，高质量晶体所占比例更多，提高生产效率。本申请还提供了一种具有上述有益效果的铸锭炉。

技术领域

本申请涉及晶硅铸锭领域，特别是涉及一种铸锭加热器及铸锭炉。

背景技术

晶硅是如今硅半导体技术和太阳能发电技术的基础。现有的晶硅铸锭技术，大体上可以总结成先将装满高纯硅料的坩埚会放入多晶铸锭炉中，通过加热器通电加热，使硅料全部熔化成硅熔液。随后，通过坩埚下降远离热区、侧部隔热笼提升留出空隙或底部散热加强等措施，降低硅熔液底部温度，使最底部的硅熔体形成一定的过冷部，并在硅熔液中形成温度差，进而开始晶体成核和生长，最终长成硅锭。

目前多晶铸锭炉的加热器通常分布在坩埚的四周，在坩埚的顶部和侧部共五面进行加热，侧部加热器至少由四片加热板组成，这些加热板分布在热场的四边，在热场内的拐角处使用角连接板进行连接，这些连接板在通电后也会起到发热电阻的作用。然而在实际操作中由于设计、加工和安装过程中容易存在误差，再加上角部连接板与边部加热器在厚度、连接方式的差异，很容易导致电极间分配的电阻不一致，导致加热器在工作时四边加热温度不一致，使得热场内温度不均匀，存在某一边或某一角温度过热的现象，导致熔体对流异常、晶体生长界面弯曲、杂质分凝不一致，在采用籽晶制备多晶或类单晶时还会影响籽晶保留高度的一致性。在具体生产中，会造成硅锭鼓包开裂、电阻率不均匀、晶体质量差、合格率低等问题。另外，侧部加热器的角部连接板还限制了坩埚和硅锭的对角线尺寸，从而限制了坩埚和硅锭尺寸的进一步加大。因此，如何设计加热器，使得热场更均匀且解决加热器空间受限的问题是本领域技术人员需要解决的问题。

申请内容

本申请的目的是提供一种铸锭加热器及铸锭炉，以解决现有技术中热场不均和空间受限的问题。

为解决上述技术问题，本申请提供一种铸锭加热器，包括侧部加热器及顶部加热器；

所述侧部加热器设置在所述铸锭加热器的热场的四边，在所述热场内部的四个拐角处无连接，通过电极引出所述热场之外后互相电连接；

所述顶部加热器设置在所述铸锭加热器的热场顶部。

可选地，在所述的铸锭加热器中，所述侧部加热器的电极包括导出电极及合流电极；

其中，在热场内部的所述导出电极为石墨电极或C/C电极；在热场外部的所述合流电极为石墨电极或C/C电极或铜箔或水冷铜电极中至少一种。

可选地，在所述的铸锭加热器中，所述侧部加热器沿所述铸锭加热器的高度方向分为侧上部加热器及侧下部加热器。

可选地，在所述的铸锭加热器中，所述侧上部加热器及所述侧下部加热器，通过导出电极引出所述热场之外后互相电连接。

可选地，在所述的铸锭加热器中，所述顶部加热器为蛇形顶部加热器或圆盘状顶部加热器。

可选地，在所述的铸锭加热器中，所述圆盘状顶部加热器的发热功率由中心向四周逐渐降低。

可选地，在所述的铸锭加热器中，所述侧部加热器为石墨加热器或C/C复合材料加热器。

可选地，在所述的铸锭加热器中，所述侧部加热器为曲线长板状，也可以为直线长板状。

本申请还提供了一种铸锭炉，所述铸锭炉包括上述任一种铸锭加热器。