一种高效多晶硅锭铸造用坩埚的制作方法

文档序号:11658363研发日期:2016年阅读:454来源:国知局
技术简介:
本专利针对传统多晶硅铸造中热场控制不精准导致结晶质量差的问题,通过在坩埚内外壁间设置带隔热板的管道系统,配合水泵循环不同温度液体实现精准温度调控,并结合超声波震荡与旋转支架提升结晶均匀性。该方案通过热场精确控制与动态震荡工艺,显著提升多晶硅锭结晶质量。
关键词:多晶硅热场控制,坩埚温度调节

本实用新型涉及一种铸造用坩埚,特别涉及一种高效多晶硅锭铸造用坩埚。



背景技术:

多晶硅是单质硅的一种形态,熔融的单质硅在过冷条件下凝固时,硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核,如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则这些晶粒结合起来,就结晶成多晶硅,由于多晶硅锭的结构特征是柱状晶,即晶体的生长沿垂直方向由下向上,通过定向凝固过程实现。

多晶硅的生产技术主要为改良西门子法和硅烷法,传统设备均无法实现对熔硅的凝固过程中的热场进行有效地控制,成为影响生产优质多晶硅锭的主要因素。



技术实现要素:

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷,提供一种高效多晶硅锭铸造用坩埚。

为了解决上述技术问题,本实用新型提供了如下的技术方案:

本实用新型一种高效多晶硅锭铸造用坩埚,包括坩埚内壁、坩埚外壁和支架,所述坩埚内壁的外侧设置有坩埚外壁,所述坩埚内壁和坩埚外壁之间设置有管道,所述管道之间均设置有隔热板,所述管道的一端设置有管道进口,所述管道进口的一侧设置有管道出口,所述管道进口和管道出口之间设置有分隔板,所述管道进口的内部设置有水泵a,所述管道出口的内部设置有水泵b。

作为本实用新型的一种优选技术方案,所述坩埚外壁的底部设置有超声波振荡器。

作为本实用新型的一种优选技术方案,所述坩埚外壁的顶部设置有锁扣a,所述坩埚外壁的一侧设置有支架,所述支架的顶部设置有锁扣b,所述锁扣a和锁扣b之间设置有橡胶垫。

作为本实用新型的一种优选技术方案,所述支架的底部设置有旋转轴,所述旋转轴直联步进电机。

作为本实用新型的一种优选技术方案,所述管道的内部均设置有温度传感器。

作为本实用新型的一种优选技术方案,所述支架的一侧设置有控制器,所述控制器的表面设置有显示屏,所述显示屏的一侧设置有控制按钮,所述控制器与水泵a、水泵b、超声波振荡器、步进电机、温度传感器均电性连接。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果如下:

本实用新型通过在坩埚内壁和坩埚外壁之间设置管道,通过往管道注入不同温度的高温液体,通过接触导热,开启超声波振荡器将液态的多晶硅震荡均匀,便于冷凝结晶,由于管道之间均设置有隔热板,可以实现对多晶硅锭的热场进行高精度控制,从而提高多晶硅锭的结晶质量,本实用新型设计合理,结构简单,使用便捷,能够有效地控制热场,从而极大地提高多晶硅锭的质量。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的限制。在附图中:

图1是本实用新型的整体结构示意图;

图2是本实用新型的局部结构示意图;

图中:1、坩埚内壁;2、坩埚外壁;3、管道;4、隔热板;5、支架;6、超声波振荡器;7、旋转轴;8、步进电机;9、管道进口;10、管道出口;11、锁扣a;12、锁扣b;13、橡胶垫;14、温度传感器;15、水泵a;16、水泵b;17、分隔板;18、控制器;19、显示屏;20、控制按钮。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1-2所示,本实用新型提供一种高效多晶硅锭铸造用坩埚,包括坩埚内壁1、坩埚外壁2和支架5,坩埚内壁1的外侧设置有坩埚外壁2,坩埚内壁1和坩埚外壁2之间设置有管道3,管道3之间均设置有隔热板4,管道3的一端设置有管道进口9,管道进口9的一侧设置有管道出口10,管道进口9和管道出口10之间设置有分隔板17,管道进口9的内部设置有水泵a15,管道出口10的内部设置有水泵b16。

进一步的,坩埚外壁2的底部设置有超声波振荡器6,超声波振荡器6用于将坩埚中的多晶硅震荡均匀,提高铸造的质量,同时铸造完成后,便于将多晶硅锭震荡分离坩埚,便于取出多晶硅锭。

坩埚外壁2的顶部设置有锁扣a11,坩埚外壁2的一侧设置有支架5,支架5的顶部设置有锁扣b12,锁扣a11和锁扣b12之间设置有橡胶垫13,橡胶垫13用于减少超声波振荡器6对设备造成的损伤。

支架5的底部设置有旋转轴7,旋转轴7直联步进电机8,步进电机8旋转,带动支架5旋转,便于取出坩埚中的多晶硅锭。

管道3的内部均设置有温度传感器14,温度传感器14用于检测管道内的温度,便于对加热温度的实时了解。

支架5的一侧设置有控制器18,控制器18的表面设置有显示屏19,显示屏19的一侧设置有控制按钮20,控制器18与水泵a15、水泵b16、超声波振荡器6、步进电机8、温度传感器14均电性连接,显示屏19用于显示温度传感器14的数值,控制器18用于控制水泵a15、水泵b16、超声波振荡器6、步进电机8的运行,实现自动化生产,降低人力工作强度。

具体的,将多晶硅放入坩埚内壁1内,控制器18打开水泵a15,让多层管道3依次流入不同温度的液体,通过坩埚内壁1对坩埚内壁1内的多晶硅进行加热,开启超声波振荡器6将液态的多晶硅震荡均匀,然后关闭超声波振荡器6进行冷却结晶,由于管道3之间均设置有隔热板4,通过不同管道3内流入不同温度的液态,所以不同区域的温度可以得到高精度控制,当多晶硅吸收了管道3内的热能后,通过温度传感器14采集数据,从显示屏19观察管道3内的温度,通过控制器18控制水泵b16的开关,实现对坩埚内壁1内的多晶硅的加热温度进行高精度控制,当多晶硅锭形成后,开启超声波振荡器6,让多晶硅锭脱离坩埚内壁1,然后步进电机8带动支架5旋转,便于取出其中的多晶硅锭。

本实用新型通过在坩埚内壁1和坩埚外壁2之间设置管道3,通过往管道3注入不同温度的高温液体,通过接触导热,开启超声波振荡器6将液态的多晶硅震荡均匀,便于冷凝结晶,由于管道3之间均设置有隔热板4,可以实现对多晶硅锭的热场进行高精度控制,从而提高多晶硅锭的结晶质量,本实用新型设计合理,结构简单,使用便捷,能够有效地控制热场,从而极大地提高多晶硅锭的质量。

最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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