一种用于铸造晶体硅的大尺寸籽晶块的制作方法

文档序号:11040366
一种用于铸造晶体硅的大尺寸籽晶块的制造方法与工艺

本实用新型涉及太阳能晶体硅技术领域。尤其涉及一种用于铸造晶体硅的籽晶块。



背景技术:

目前铸造高效多晶硅锭的半熔法是通过在多晶硅锭生长炉内的容器底部铺设籽晶来生长晶体的方法,经过加热融化并控制坩埚底部温度使籽晶不被完全融化,使得硅熔体在未被完全融化的籽晶上生长,该方法制备得到的硅锭晶体相对于使用DSS方法制得的硅锭晶体提高了质量。

然而,由于目前传统使用的铸造高效多晶硅锭的籽晶主要是单晶头尾料、边皮料、单晶硅块、多晶硅块、单晶碎片、多晶碎片、单晶硅碎料、多晶硅碎料和非晶体硅碎料、硅粉中的一种或几种。这些籽晶的尺寸不大,一般为0.1μm-5cm,铺设在坩埚底部后,籽晶之间会存在缝隙,硅料在熔化过程形成的硅熔体会从坩埚上方顺着硅料之间的贯通的缝隙流下来进入籽晶的缝隙并凝固形成晶体,导致籽晶形核不易控制,容易产生大小不均匀的晶粒,这些不均匀的晶粒在应力的作用下互相排挤容易生成位错等缺陷从而影响硅锭整体的质量。



技术实现要素:

为解决上述问题,本实用新型的目的在于提供一种大尺寸籽晶块。

本实用新型提供了一种用于铸造晶体硅的大尺寸籽晶块,铺设于坩埚底部,其特征在于,所述籽晶块的面积的整数倍等于坩埚底部的面积,所述籽晶块的 长度为200-1400mm,宽度或高度为200-1400mm,厚度为10-100mm。

其中,所述坩埚底部的面积是指籽晶块放入后与坩埚底部正好匹配的面积,因在实际生产中,籽晶放进去之后,可能与坩埚侧壁存在一定的缝隙。一般情况下,籽晶放入后,籽晶块与坩埚侧壁可能存在5-30mm、10~20mm或20~30mm的缝隙。因此,所述坩埚底部的面积尺寸与坩埚底部的尺寸会存在缝隙的差异。

其中,所述籽晶块的长度为200-400mm、200-600mm、400-600mm、400-800mm、800-1000mm、800-1200mm、800-1400mm、1000-1200mm或1000-1200mm,所述籽晶块的宽度或高度为200-400mm、200-600mm、400-600mm、400-800mm、800-1000mm、800-1200mm、800-1400mm、1000-1200mm或1000-1400mm,厚度为10-20mm、10-40mm、10-60mm、10-80mm、20-40mm、20-60mm、20-80mm、20-100mm、30-60mm、30-80mm、30-100mm、40-60mm、40-80mm或40-100mm。

其中,所述籽晶块的面积等于坩埚底部的面积。

其中,所述籽晶块的面积的2~16倍等于坩埚底部的面积。

其中,所述籽晶块的面积的2倍、2-4倍、2-6倍、2-8倍、4-6倍、4-8倍、4-16倍、8-16倍等于坩埚底部的面积。

其中,所述籽晶块的形状为正方形、长方形或三角形。

其中,所述籽晶块为硅粉压制体。

目前硅粉的颗粒直径一般在0.1微米-100微米,纯度为5N以上,在现有的技术中,可利用等静压、液压或油压将硅粉压制成块状体。该硅粉压制体具有良好的抗压性能,不容易崩裂、断裂,也不容易从表面脱落硅粉。但该硅粉压制体一般作为单晶炉或多晶炉中的原料使用,其主要是为了解决硅粉单独作为原料时,比表面积大,使得装料量少的问题,或作为原料时,密度低,生长出的单晶硅或多晶硅的质量偏差的问题,没有作为籽晶块使用过。本实用新型中将这种硅粉压制体作为籽晶块铺设在坩埚底部,籽晶块之间将没有缝隙或缝隙减 少,使得籽晶的形核更加容易控制,得到更高质量的硅锭。且该制备方法简单易操作,成本低。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的大尺寸籽晶块铺设在坩埚底部的示意图。

图2为本实用新型第二实施例的大尺寸籽晶块铺设在坩埚底部的示意图。

图3为本实用新型第三实施例的大尺寸籽晶块铺设在坩埚底部的示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型方案,下面将结合附图和实施方式对本实用型的进一步的详细说明。

实施例一:

请参考图1,本实用新型提供了一种大尺寸籽晶块,该籽晶块2铺设在坩埚1底部,该籽晶块2采用冷等静压0.1微米-100微米的硅粉制备而成,该籽晶块2的尺寸为820mm×820mm×40mm(长×宽×厚),坩埚1的底部尺寸为840mm×840mm,采用1×1的方式将籽晶块2铺设在坩埚1底部。

实施例二:

请参考图2,本实用新型提供了一种大尺寸籽晶块,该籽晶块2铺设在坩埚1底部,该籽晶块2采用油压0.1微米-100微米的硅粉制备而成,该籽晶块2的尺寸为480mm×480mm×60mm(长×宽×厚),坩埚1的底部尺寸为1000mm×1000mm,采用2×2的方式将籽晶块2铺设在坩埚1底部。

实施例三:

请参考图3,本实用新型提供了一种大尺寸籽晶块,该籽晶块2铺设在坩埚1底部,该籽晶块2采用液压0.1微米-100微米的硅粉制备而成,该籽晶块2为等腰直角三角形,其尺寸为820mm×410mm×50mm(长×高×厚),坩埚1的底部尺 寸为840mm×840mm,采用2×2的方式将籽晶块2铺设在坩埚1底部。

以上所述是本实用新型的优先实施例,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

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