一种新型铸徒炉热场结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种新型铸锭炉热场结构，包括铸锭炉体、隔热笼、隔热笼提升装置、热交换台、石墨坩埚、顶加热装置、侧面加热装置、底加热装置、抽拉板和底部强制水冷装置；所述隔热笼位于铸锭炉体内；所述隔热笼提升装置安装于铸锭炉体的顶部，其和隔热笼之间通过吊杆连接；所述热交换台支撑在铸锭炉体的若干石墨立柱上；所述石墨坩埚置于热交换台上；所述顶加热装置位于石墨坩埚的顶部，侧面加热装置位于石墨坩埚和隔热笼之间，底加热装置位于热交换台底部；所述抽拉板置于隔热笼下方，其上连接有丝杆传动机构；所述底部强制水冷装置设置在铸锭炉体底部。本实用新型的新型铸锭炉热场结构具有能耗省，热场优化，适合大尺寸硅锭生产等诸3多优点。
【专利说明】一种新型铸锭炉热场结构
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种铸锭炉的组成结构，具体涉及一种新型铸锭炉热场结构，属 于多晶硅生产设备【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 铸锭炉是多晶硅片生产过程中的关键设备，目前市场主流的硅锭重量在500? 800KG之间，单锭可切数量在6x6 (行业俗称G6)，采用4面或5面石墨加热器加热，通过提 升隔热笼或降隔热底板方式来冷却，其存在硅锭越大，热场控制越难，等温线越分布不平均 等问题。
[0003] 根据目前国际上技术发展水平和晶体硅自身物理化学特性及多晶硅工业发展趋 势来判断，多晶硅铸锭炉的生产发展趋势是往大规格（1〇〇〇?1200KG)，低能耗(每公斤硅 锭消耗电能7度以下)，高品质的方向发展。所以G7 (甚至G8)硅锭的研发也提上议程。
[0004] 因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种新型铸锭炉热场结构，以克服现有 技术中的所述缺陷。 实用新型内容
[0005] 为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种能耗省，适合大尺寸硅锭生产 且具有六面加热装置的新型铸锭炉热场结构。
[0006] 为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种新型铸锭炉热场结构，其包 括铸锭炉体、隔热笼、隔热笼提升装置、热交换台、石墨坩埚、顶加热装置、侧面加热装置、底 加热装置、抽拉板以及底部强制水冷装置；其中，所述隔热笼位于铸锭炉体内；所述隔热笼 提升装置安装于铸锭炉体的顶部，其和隔热笼之间通过吊杆连接而使隔热笼能提升；所述 热交换台支撑在铸锭炉体的若干石墨立柱上；所述石墨坩埚置于热交换台上；所述顶加热 装置位于石墨坩埚的顶部，侧面加热装置位于石墨坩埚和隔热笼之间，底加热装置位于热 交换台底部；所述抽拉板置于隔热笼的下方，其上连接有丝杆传动机构；所述底部强制水 冷装置设置在铸锭炉体的底部。
[0007] 本实用新型的新型铸锭炉热场结构进一步设置为：所述铸锭炉体上连接有一三脚 架，该三脚架立于地面上。
[0008] 本实用新型的新型铸锭炉热场结构还设置为：所述顶加热装置、侧面加热装置通 过固定于铸锭炉体顶部的第一铜电极置于隔热笼内；所述底加热装置通过固定在铸锭炉体 底部的第二铜电极定位。
[0009] 与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
[0010] 1.产量大，单锭产量可以达到1200kg，（目前主流娃锭重量800kg);
[0011] 2.能耗省，每公斤耗电量在6度电/kg，（传统主流耗电量每公斤在7°以上）；
[0012] 3.优化的热场设计(三变压器分别控制六面加热系统加隔热笼提升和保温底板 开闭相结合的冷却模式)，结合优化的长晶技术，保证硅锭在长晶过程中，晶体的垂直生长， 减少微晶和晶粒大小不均的现象，保证娃片的广品质量，G7娃淀的可切率可以维持在75% 之上。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1是本实用新型的新型铸锭炉热场结构的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014] 请参阅说明书附图1所示，本实用新型为一种新型铸锭炉热场结构，其由铸锭炉 体1、隔热笼2、隔热笼提升装置3、热交换台4、石墨坩埚5、顶加热装置6、侧面加热装置7、 底加热装置8、抽拉板9以及底部强制水冷装置10等几部分组成。
[0015] 其中，所述铸锭炉体1为大规格铸锭炉体，其适用于大尺寸硅锭G7的生产，将来G8 也在这一平台上升级研发。该铸锭炉体1上连接有一三脚架11，该三脚架11立于地面上。
[0016] 所述隔热笼2位于铸锭炉体1内，其内置保温材料。所述隔热笼提升装置3安装 于铸锭炉体1的顶部，其和隔热笼2之间通过吊杆12连接而使隔热笼2能提升，通过提升 隔热笼2实现冷却长晶。
[0017] 所述热交换台4支撑在铸锭炉体1的若干石墨立柱13上，其主要用导热性能好的 石墨材料制成，在长晶时便于散热。所述石墨坩埚5置于热交换台4上。
[0018] 所述顶加热装置6、侧面加热装置7、底加热装置8组成6面加热系统，其为大尺寸 硅锭提供全方位的热源供应。其中，所述顶加热装置6位于石墨坩埚5的顶部，侧面加热装 置7位于石墨坩埚5和隔热笼2之间，底加热装置8位于热交换台4底部。进一步的，所述 顶加热装置6、侧面加热装置7通过固定于铸锭炉体1顶部的第一铜电极14置于隔热笼2 内；所述底加热装置8通过固定在铸锭炉体1底部的第二铜电极15定位。所述顶加热装置 6、侧面加热装置7、底加热装置8分别由一组变压器通过一定的功率比控制发热量，分别对 硅锭的顶部，四周和底部实现6面加热，大大缩短硅料的加热熔化时间。
[0019] 所述抽拉板9置于隔热笼2的下方，其上连接有丝杆传动机构16,抽拉板9和丝杆 传动机构16组成底部抽拉装置。抽拉板9通过丝杆传动机构16实现对开移动，两抽拉板 9合拢时，整个隔热笼2处于密封，保证在铸锭过程中热量不流失；两抽拉板9打开时，热量 从隔热笼2底部散发，实现冷却；消除大尺寸硅锭在长晶初期中间偏热两边偏冷的弊端，保 证硅锭在长晶过程中对等温线平整的控制。
[0020] 所述底部强制水冷装置10设置在铸锭炉体1的底部，其由导热性能良好的无氧铜 材料制成，确保炉体的冷却安全。
[0021] 本实用新型的新型铸锭炉热场结构的设计原理如下：实际铸锭过程分为加热，熔 化，长晶，退火，冷却5个阶段；
[0022] 在加热和熔化阶段，隔热笼2和抽拉板9处于零位，（隔热笼2零位指隔热笼3下 端面与抽拉板9上端面贴合，抽拉板9处于零位指左右两抽拉板9处于闭合状态），整个隔 热笼2在密闭状态，通过6面加热系统对硅料立体加热，大大缩短硅料的熔化时间。
[0023] 长晶阶段：隔热笼提升装置3和底部抽拉装置按照程序设定的工艺参数配合运 行，隔热笼提升装置3提升隔热笼2缓慢提升，热量通过热交换台4向四周散发，经过炉壁 水冷将热量带走，丝杆传动机构16将抽拉板9对抽开，热量过热交换台4向底部散发，结合 底部强制水冷装置10散热。
[0024] 退火阶段：隔热笼2和抽拉板9回到零位，在密闭环境中，硅锭以一定退火温度消 除内应力，减少后道切割工序时产生裂纹。
[0025] 冷却阶段：退火结束后，6面加热系统关闭，停止加热，隔热笼2和抽拉板9分别到 达程序设定工艺位置，进行冷却。
[0026] 以上的【具体实施方式】仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创 作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之 内。
【权利要求】
1. 一种新型铸锭炉热场结构，其特征在于：包括铸锭炉体、隔热笼、隔热笼提升装置、 热交换台、石墨坩埚、顶加热装置、侧面加热装置、底加热装置、抽拉板以及底部强制水冷装 置；其中，所述隔热笼位于铸锭炉体内；所述隔热笼提升装置安装于铸锭炉体的顶部，其和 隔热笼之间通过吊杆连接而使隔热笼能提升；所述热交换台支撑在铸锭炉体的若干石墨立 柱上；所述石墨坩埚置于热交换台上；所述顶加热装置位于石墨坩埚的顶部，侧面加热装 置位于石墨坩埚和隔热笼之间，底加热装置位于热交换台底部；所述抽拉板置于隔热笼的 下方，其上连接有丝杆传动机构；所述底部强制水冷装置设置在铸锭炉体的底部。
2. 如权利要求1所述的新型铸锭炉热场结构，其特征在于：所述铸锭炉体上连接有 一三脚架，该三脚架立于地面上。
3. 如权利要求1所述的新型铸锭炉热场结构，其特征在于：所述顶加热装置、侧面加热 装置通过固定于铸锭炉体顶部的第一铜电极置于隔热笼内；所述底加热装置通过固定在铸 锭炉体底部的第二铜电极定位。
【文档编号】C30B28/06GK204022995SQ201420469825
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月20日 优先权日:2014年8月20日
【发明者】孙建江, 袁华中, 朱伟锋, 朱一鸣, 来迪文 申请人:浙江精功科技股份有限公司