[发明专利]一种低杂质多晶硅铸锭炉

权利要求书

1.一种低杂质多晶硅铸锭炉，具有铸锭炉体（100）、隔热笼（200）、热交换台（300）、用于承接多晶硅料的石英坩埚（400）、坩埚底板（500）、石墨护板（600）、石墨加热器（700）、呈阵列分布的三个石墨支撑腿（800）、位于所述隔热笼（200）的四周侧壁的侧部保温毡（900）、顶部保温毡（1000）、以及固定在所述石墨支撑腿（800）上的底部保温毡（1100）；其特征在于，还具有位于所述石英坩埚（400）开口上方可升降式调节的钼制盖板（1200）、用于调节所述钼制盖板（1200）的盖板调节装置（1300）、实现氩气在所述石英坩埚（400）上方水平层流运动的进气管装置（1400）、贴合在所述侧部保温毡（900）四周底部的组合保温块（1500）、固定在所述底部保温毡（1100）四周边缘端部且与所述组合保温块（1500）相适配固定的挡热毡（1600）、以及用于封闭或开启所述底部保温毡（1100）开口处的热源调节毡装置（1700）；当多晶硅铸锭炉处于熔化阶段时，所述盖板调节装置（1300）控制所述钼制盖板（1200）下降并置于所述石英坩埚（400）处，所述隔热笼（200）调节使得所述挡热毡（1600）与所述组合保温块（1500）紧挨设置；所述热源调节毡装置（1700）封闭所述底部保温毡（1100）开口处对所述石英坩埚（400）内多晶硅加热熔化；当多晶硅铸锭炉处于长晶阶段时，所述盖板调节装置（1300）控制所述钼制盖板（1200）上升并与所述石墨护板（600）平齐设置，所述隔热笼（200）调节使得所述挡热毡（1600）与所述组合保温块（1500）垂直间隙增大，且所述热源调节毡装置（1700）完全打开所述底部保温毡（1100）开口处对所述热交换台（300）散热实现多晶硅长晶；

在长晶阶段，此时的所述盖板调节装置（1300）控制所述钼制盖板（1200）上升并与所述石墨护板（600）平齐设置，增了层流通道的气流流动空间，使得在氩气的吹扫能力更强，提高氩气携带杂质的能力；随着所述隔热笼（200）的不断缓慢提升带动所述组合保温块（1500）上升并靠近所述石英坩埚（400）的底部各侧面；也使得热流在所述组合保温块（1500）与所述热交换台（300），所述石墨护板（600）之间形成散热通道；为了防止长晶过程中所述隔热笼（200）的开度开逐渐最大而使得所述石英坩埚（400）侧部四周的散出的热量高于所述石英坩埚（400）底端中部的热量，从而导致所述石英坩埚（400）侧壁形核，向所述石英坩埚（400）中心杂乱生长，同时生长的固液界面成内“凹”形状的问题，此时通过设置的所述挡热毡（1600）对所述石英坩埚（400）底部四周散出的热量进行一定程度的阻挡，避免过多热量聚集散出，进而降低所述石英坩埚（400）侧部四周的散出的热量，不仅如此，相对应地控制所述热源调节毡装置（1700）完全打开所述底部保温毡（1100）开口；使得所述石英坩埚（400）侧部四周更多的热量经过所述底部保温毡（1100）开口的进行散热，使得所述石英坩埚（400）侧部和底部散热更均匀，所述挡热毡（1600）的配合使用所述热源调节毡装置（1700），也使得热场分别是所述石英坩埚（400）内部从下到上均匀变化逐渐升高；其次，要保证固液界面尽量水平或成“微凸”形状；“微凸”形状的界面进一步可以减少径向杂质分凝，且可使整个界面有较强的流动性，所形成的杂质边界层会减少并且薄而均匀，同样平面的固液界面同样可以减少杂质的径向分凝；加上多晶硅定向凝固过程中通入水平层流运动的所述进气管装置（1400），降低了生产中热场波动较大，也避免了固液界面在所述石英坩埚（400）顶部开始出现凹形界面不利于多晶硅定向凝固排杂的问题，让所述石英坩埚（400）侧部和底部散热更均匀。

2.如权利要求1所述的一种低杂质多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述盖板调节装置（1300）具有第一导向管（1301）、用于支撑定位所述第一导向管（1301）的导向支撑管（1302）、与所述导向支撑管（1302）螺纹连接的第二导向管（1303）、滑动设于所述第二导向管（1303）内腔中的滑动调节管（1304）、用于将所述钼制盖板（1200）与所述滑动调节管（1304）固定连接的螺纹套管（1305）、用于带动所述滑动调节管（1304）升降的石墨连接圆柱（1306）、以及通过石墨螺母固定在所述石墨连接圆柱（1306）上且用于带动所述石墨连接圆柱（1306）升降的钼棒（1307）。