单晶永磁场的制作方法

本实用新型涉及一种多晶硅熔化提纯单晶硅生产装置，是与单晶

炉配套使用的水平永磁场设备。

二、

背景技术：

随着国家对光伏产业的扶持和光伏产业的日益成熟。单晶硅等硅材料应用越来越广泛，并且对单晶硅材料的性能要求也越来越高。在单晶硅生产中，通过对单晶炉外加磁场，使液态硅受磁场力作用，降低对流现象，使掺杂的元素分布更均匀，单晶硅材料的性能得到了明显改进。市场多使用单晶电磁场设备，磁场强度可调。通过使用，我们发现针对不同物料，一般磁场在800~1500Gs时，磁场作用效果明显。磁场高于1500 Gs后，磁场作用效果改变较小；而低于800 Gs时，磁场作用效果基本没有。由于适合单晶硅生产的磁场范围较小，单晶电磁场的调节功能完全失去意义。由于单晶电磁场生产和使用成本较高，内部结构复杂，耗电量大，线圈有噪音，使用时需要定期维护。因此，在磁场强度确定不需要调整的情况下，完全可以采用单晶永磁体来替换单晶电磁场，可以节省电能，降低运行和后期维护费用，减少噪音污染。

三、

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种用于多晶硅熔化后提纯单晶硅生产的单晶永磁场设备，用以提高单晶硅材料的性能，并减少设备投入，降低运行费用和噪声污染。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：该单晶永磁场由支架及固定在其上的导磁板、两轭板和两磁系构成，其特点是：两磁系分别固定在两轭板上，两轭板通过导磁板连接，两磁系相对布置在单晶炉两侧，磁系中心与单晶炉主室结晶位置齐平，磁系、轭板及导磁板构成C形半围形状。

本实用新型将永磁场运用到半导体硅的生产领域，使多晶硅在熔化后再结晶为单晶过程中在外加永磁场的情况下提高半导体硅工艺参数，改变3价和5价元素在半导体硅中的分布。与电磁场相比，本实用新型无能源消耗，节能环保，没有噪音污染，工作中无故障，免维护。

四、附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本实用新型磁系的结构示意图；

图4为图3的侧视图。

五、具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型由支架1及固定在其上的导磁板2、两轭板3和两磁系4构成。两磁系4分别固定在两轭板3上，两轭板3通过导磁板2连接。两磁系4相对、平行位于单晶炉5两侧，磁系4中心与单晶炉5主室结晶位置齐平。磁系4、轭板3及导磁板2构成C形半围形状。磁系4面积大于单晶炉5主室结晶位置晶体面积，使晶体全部处在磁场作用范围内。轭板3上平面低于单晶炉5主室上平面，使单晶炉5主室升起后旋出，单晶炉5副室可以移出。导磁板2在单晶炉5后面或下面与单晶炉5留有一定空间便于设备检修、取出单晶硅和添加多晶硅物料。导磁板2及轭板3采用高导磁低剩磁材料制成，以减少磁阻、漏磁和剩磁。两个磁系4可为双活动式、一固定一活动式或双固定式，用在主室直径500mm及500mm以上的单晶炉5上。磁系4截面为正方形，轭板3截面为近似正方形，轭板3面积是磁系4面积的1.7倍，以保证中心磁场强度和减少设备周围漏磁。轭板3足够厚，其厚度是磁系4截面边长的0.15倍，保证磁系不退磁。两磁系4中心磁场强度为800-1500GS，以保证多晶硅在结晶为单晶时的工艺要求。

如图3、4所示，磁系4为单极结构，两个磁系4极性相反，即一个为N极，另一个为S极，采用该种结构可使两磁系4之间形成均匀的水平磁场，磁感线平行穿过单晶炉5物料区，再经过轭板3、导磁板2构成闭合磁场。磁系4由非导磁不锈钢盒体7及多个由稀土钕铁硼材料制成的方形磁体6构成，方形磁体6按行列排布、多层堆积布置在非导磁不锈钢盒体7内。方形磁体6的排布为行与行之间、列与列之间相斥，层与层之间相吸。磁系4外侧设有非导磁不锈钢罩8，以对磁系4进行防护，防止水及水蒸气等液体腐蚀磁系4中的方形磁体6，同时还能起到美观作用。