测多晶硅的加入量为182kg。熔化过程平衡，未发生任何问题。
[0032] 实施例3 采用直径598mm，高度400mm的石英坩埚。生长直径为203mm单晶硅。按照工艺要求至 少加入150kg的多晶硅原料。按照本专利方法，将坩埚分成三区域，上口处外部区域的宽度 为120mm，底部宽度为160mm。反弧高度宽度为360mm，高度为120mm。中间部分上口处宽度 为90mm，底部宽度为120mm。中心部分上口处宽度为180mm，高度为240mm，包含了反弧的高 度。
[0033] 加入的多晶娃原料分别为53-59mm，13-19mm，4-8mm。大颗粒水平面距离上口 30mm，在中心区域中，只装入大尺寸类多晶硅原料；在中间区域内，装入大尺寸类和中尺寸 类多晶硅原料；在外部区域内，装入大尺寸类、中尺寸类和小尺寸类多晶硅原料。
[0034] 分层装入，每层不超过118mm。先加入大尺寸类晶块，进行旋转振动；再加入中尺 寸类原料，进行旋转振动，振动后中尺寸原料钻入到大尺寸晶块的间隙中，最后的高度不能 超过大尺寸类晶块形成的水平面。最后加入小尺寸类颗粒，进行旋转振动，直到填满，料层 的高度不能超过大尺寸类晶块形成的水平面。
[0035] 装填大尺寸类晶块采用水平旋转振动，振动幅度为大尺寸类晶块的半径，取28mm， 频率为10Hz。装填中尺寸类晶块采用水平加垂直旋转振动，水平振动幅度为中尺寸类晶块 的半径，取值8mm，垂直振动幅度为2mm，频率为20Hz。装填小尺寸类原料也采用水平加垂 直旋转振动，水平振动幅度为中尺寸类晶块的半径，取值8mm，垂直振动幅度为1mm，频率为 50Hz。
[0036] 装填后，检测多晶硅的加入量为185kg。熔化过程平衡，未发生任何问题。
[0037] 对比例2 采用传统的方法装料，最大块料60mm，加入料为150kg。恪料过程中发生的挂边现象。 采用坩埚升降法消除，用时45min。
[0038] 实施例4 采用直径598mm，高度400mm的石英坩埚。生长直径为203mm单晶硅。按照工艺要求至 少加入150kg的多晶硅原料。按照本专利方法，将坩埚分成三区域，上口处外部区域的宽度 为120mm，底部宽度为160mm。反弧高度宽度为360mm，高度为120mm。中间部分上口处宽度 为90mm，底部宽度为120mm。中心部分上口处宽度为180mm，高度为240mm，包含了反弧的高 度。
[0039] 加入的多晶硅原料分别为39-43mm，10-14mm，3-6mm。大颗粒水平面距离上口 30mm，在中心区域中，只装入大尺寸类多晶硅原料；在中间区域内，装入大尺寸类和中尺寸 类多晶硅原料；在外部区域内，装入大尺寸类、中尺寸类和小尺寸类多晶硅原料。
[0040] 分层装入，每层不超过86mm。先加入大尺寸类晶块，进行旋转振动；再加入中尺寸 类原料，进行旋转振动，振动后中尺寸原料钻入到大尺寸晶块的间隙中，最后的高度不能超 过大尺寸类晶块形成的水平面。最后加入小尺寸类颗粒，进行旋转振动，直到填满，料层的 高度不能超过大尺寸类晶块形成的水平面。
[0041] 装填大尺寸类晶块采用水平旋转振动，振动幅度为大尺寸类晶块的半径，取20mm， 频率为10Hz。装填中尺寸类晶块采用水平加垂直旋转振动，水平振动幅度为中尺寸类晶块 的半径，取值6mm，垂直振动幅度为2mm，频率为20Hz。装填小尺寸类原料也采用水平加垂 直旋转振动，水平振动幅度为中尺寸类晶块的半径，取值6mm，垂直振动幅度为1mm，频率为 50Hz。
[0042] 装填后，检测多晶硅的加入量为185kg。熔化过程平衡，未发生任何问题。
[0043] 对比例3 采用传统的方法装料，最大块料40mm，加入料为149kg，仅为本发明方法的81%。
[0044] 实施例5 采用直径598mm，高度400mm的石英坩埚。生长直径为203mm单晶硅。按照工艺要求至 少加入150kg的多晶硅原料。按照本专利方法，将坩埚分成三区域，上口处外部区域的宽度 为120mm，底部宽度为160mm。反弧高度宽度为360mm，高度为120mm。中间部分上口处宽度 为90mm，底部宽度为120mm。中心部分上口处宽度为180mm，高度为240mm，包含了反弧的高 度。
[0045] 加入的多晶娃原料分别为31_35mm，8-12mm，2_3mm。大颗粒水平面距离上口 30mm， 在中心区域中，只装入大尺寸类多晶硅原料；在中间区域内，装入大尺寸类和中尺寸类多晶 硅原料；在外部区域内，装入大尺寸类、中尺寸类和小尺寸类多晶硅原料。
[0046] 分层装入，每层不超过70mm。先加入大尺寸类晶块，进行旋转振动；再加入中尺寸 类原料，进行旋转振动，振动后中尺寸原料钻入到大尺寸晶块的间隙中，最后的高度不能超 过大尺寸类晶块形成的水平面。最后加入小尺寸类颗粒，进行旋转振动，直到填满，料层的 高度不能超过大尺寸类晶块形成的水平面。
[0047] 装填大尺寸类晶块采用水平旋转振动，振动幅度为大尺寸类晶块的半径，取17mm， 频率为10Hz。装填中尺寸类晶块采用水平加垂直旋转振动，水平振动幅度为中尺寸类晶块 的半径，取值5mm，垂直振动幅度为2mm，频率为20Hz。装填小尺寸类原料也采用水平加垂 直旋转振动，水平振动幅度为中尺寸类晶块的半径，取值5mm，垂直振动幅度为1mm，频率为 50Hz。
[0048] 装填后，检测多晶硅的加入量为190kg。熔化过程平衡，未发生任何问题。
[0049] 对比例4 采用传统的方法装料，最大块料35mm，最小为2mm，加入料为150kg。恪化过程中发生喷 硅现象。
【主权项】
1. 一种多晶娃装料方法，将石英相蜗的内部W相蜗上口中屯、点为基点分成中屯、区域， 中间区域和外部区域Ξ个体积区域；将多晶娃原料分成Ξ个粒径范围，在不同的区域分别 填充不同粒径的多晶娃原料，在中屯、区域中，只装入大尺寸类多晶娃原料；在中间区域内， 装入大尺寸类和中尺寸类多晶娃原料；在外部区域内，装入大尺寸类、中尺寸类和小尺寸类 多晶娃原料；装料时从相蜗底部开始分层向上装料，采用超声振动的方式将细颗粒的多晶 娃填充进大块体的间隙中，提高填充的体积分数；有效防止漏娃、喷娃和粘接挂边等烙化过 程中的问题；相蜗中填充的多晶娃原料的实际填充密度达到相蜗体积的70%W上。2. 根据权利要求1所述的多晶娃装料方法备方法，其特征在于，W相蜗上口中屯、为原 点0,原点0到相蜗壁的距离为L，将L为分Ξ个部分，长度分别为30%，30%和40% ;W此Ξ 个长度将石英相蜗的内容积分为中屯、区域、中间区域和外部区域Ξ个区域。3. 根据权利要求1至2所述的多晶娃装料方法备方法，其特征在于，Ξ个区域分别装 料；外部区域的高度为不超过相蜗高度W下30mm;防止多晶娃原料烙化时体积膨胀向上流 动溢出相蜗；中间区域为中屯、区域为弧形面装，可W向上凸起，其凸起形状W相蜗底部弧形 面对称，W外部区域装料水平面为镜面。4. 根据权利要求1至3所述的多晶娃装料方法备方法，其特征还在于将多晶娃原料块 体按照体积进行等径分级，多晶娃原料块体多为不规则形状，按照体积相等的原则等径为 球体，，(1) 式中，为多晶娃块的体积，％为等效半径；如果多晶娃原料块体的长度大于 40mm，且长度和宽度之比大于2,则要求将多晶娃块体从中间打断；将等径处理后的块体按 照直径分级，同一级内的直径差小于10% ;似 本发明专利的特征在于，多晶娃原料的直径介于2mm和100mm之间；超过100mm的块体 需要破碎，低于2mm的原料需要滤除。5. 根据权利要求1至4所述的多晶娃装料方法备方法，其特征在于将同一次装入相 蜗中的料分为Ξ类，分别为大尺寸类，中尺寸类和小尺寸类；中尺寸类的尺寸为大尺寸类的 25%-35%，而小尺寸类的尺寸为中尺寸类的30%-40% ;中尺寸类的颗粒可W在装料过程中钻 入到大尺寸类块体的间隙中，而小尺寸类的颗粒可W在装料过程中钻入由中尺寸类的颗粒 形成的间隙中，也可W钻入由中尺寸类颗粒和大尺寸类块体形成的间隙中，提高填充密度； 本发明专利的特征在于，当小尺寸类颗粒按照中尺寸类的30%-40%计算，小于2mm时，W2mm 的颗粒代替尺寸更小类颗粒。6. 根据权利要求1至5所述的多晶娃装料方法备方法，其特征在于在中屯、区域中，只装 入大尺寸类多晶娃原料；在中间区域内，装入大尺寸类和中尺寸类多晶娃原料；在外部区 域内，装入大尺寸类、中尺寸类和小尺寸类多晶娃原料。7. 根据权利要求1至6所述的多晶娃装料方法备方法，其特征在于，多晶娃原料从相蜗 底部分层加入，每一层加入高度不超过大尺寸类晶块直径的两倍；先加入大尺寸类晶块，进 行旋转振动；再加入中尺寸类原料，进行旋转振动，振动后中尺寸原料钻入到大尺寸晶块的 间隙中，最后的高度不能超过大尺寸类晶块形成的水平面；最后加入小尺寸类颗粒，进行旋 转振动，小尺寸类的颗粒钻入由中尺寸类的颗粒形成的间隙，或由中尺寸类颗粒和大尺寸 类块体形成的间隙中，直到填满，料层的高度不能超过大尺寸类晶块形成的水平面。8. 根据权利要求1至7所述的多晶娃装料方法备方法，其特征在于，装填大尺寸类晶块 的振动特征为，水平旋转振动，振动幅度为大尺寸类晶块的半径，频率为10化；装填中尺寸 类晶块的振动特征为，水平加垂直旋转振动，水平振动幅度为中尺寸类晶块的半径，垂直振 动幅度为2mm，频率为20化；装填小尺寸类原料的振动特征为，水平加垂直旋转振动，水平 振动幅度为中尺寸类晶块的半径，垂直振动幅度为1mm，频率为50化。9. 根据权利要求1至8所述的多晶娃装料方法备方法，其特征在于相蜗中填充的多晶 娃原料的实际填充密度达到相蜗体积的70%W上。
【专利摘要】本发明技术是一种多晶硅装料方法，将石英坩埚的内部以坩埚上口中心点为基点分成中心区域，中间区域和外部区域三个体积区域。将多晶硅原料分成三个粒径范围，在不同的区域分别填充不同粒径的多晶硅原料。装料时从坩埚底部开始分层向上装料，采用超声振动的方式将细颗粒的多晶硅填充进大块体的间隙中，提高填充的体积分数。有效防止漏硅、喷硅和粘接挂边等熔化过程中的问题。坩埚中填充的多晶硅原料的实际填充密度达到坩埚体积的70%以上。
【IPC分类】C30B15/00, C30B29/06
【公开号】CN105239151
【申请号】CN201510573026
【发明人】张俊宝, 山田宪治, 刘浦锋, 宋洪伟, 陈猛
【申请人】上海超硅半导体有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月10日