專利名稱：晶體碎料拉制硅芯的方法及實施該方法的一種裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于多晶硅拉制硅芯的一種方法，涉及多晶硅或其它晶體碎料拉制 硅芯的方法，尤其是涉及一種多晶硅或其它晶體碎料拉制硅芯的裝置。
背景技術(shù)：
目前，硅芯在國內(nèi)使用量非常巨大；現(xiàn)有的硅芯是以區(qū)熔方式所生產(chǎn)的， 其工藝過程中使用高頻線圈、仔晶夾頭來完成拉制過程，其工作原理如下工 作時通過給高頻線圈通入高頻電流，高頻感應(yīng)加熱，使高頻線圈產(chǎn)生電流對原 料棒產(chǎn)生磁力線，加熱后的原料棒上端頭形成融化區(qū)，然后將仔晶插入熔化區(qū)， 慢慢提升仔晶，熔化后的原料就會跟隨仔晶上升，形成一個新的柱形晶體，這 個新的柱形晶體便是硅芯或其它材料晶體的制成品。
本人通過觀察發(fā)現(xiàn)硅芯制成過程中出現(xiàn)的余料，不小心折斷的硅芯等處理 非常繁瑣， 一般會將上述廢料進(jìn)行回收，然后返回廠家進(jìn)行再加工處理，也有 比較有實力的生產(chǎn)企業(yè)通過直拉爐對廢料進(jìn)行還原，然后對還原后的原料棒進(jìn) 行再次拉制，這種做法不僅增加了硅芯拉制方的成本，而且再利用的時間會在 物流、中轉(zhuǎn)、還原等環(huán)節(jié)或過程中延長。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服背景技術(shù)中的不足，本發(fā)明公開了一種晶體碎料拉制硅芯的方法 及實施該方法的一種裝置，本發(fā)明所述晶體碎料拉制硅芯的方法使用較為簡單 的坩堝、加熱套及導(dǎo)模結(jié)構(gòu)，使晶體碎料得以再次利用，而且省略了還原過程，不僅節(jié)約了企業(yè)成本，而且減少了晶體碎料的周轉(zhuǎn)周期。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種晶體碎料拉制硅芯的裝置，包括用于融化晶體碎料的坩堝和加熱套； 用于對仔晶降溫的導(dǎo)模結(jié)構(gòu)；所述用于融化晶體碎料的坩堝和加熱套，包括坩 堝、加熱套、坩堝支撐體，所述坩堝的外部設(shè)有加熱套，坩堝與加熱套之間留 有3-10公分的距離，在坩堝的下部設(shè)有坩堝支撐體，所述坩堝的內(nèi)表面上部 設(shè)置有導(dǎo)模支撐；所述用于對仔晶降溫的導(dǎo)模結(jié)構(gòu)，所述的導(dǎo)模放置在導(dǎo)模支 撐上，導(dǎo)模為一空腔結(jié)構(gòu)，在導(dǎo)模的空腔結(jié)構(gòu)上部任意部位設(shè)置冷卻水口 A 和冷卻水口B，在導(dǎo)模的中部設(shè)有仔晶提拉口。
所述的晶體碎料拉制硅芯的裝置，在導(dǎo)模的空腔結(jié)構(gòu)上部的冷卻水口 A 至少設(shè)置為一個。
所述的晶體碎料拉制硅芯的裝置，在導(dǎo)模的空腔結(jié)構(gòu)上部的冷卻水口 B 至少設(shè)置為一個。
所述的晶體碎料拉制硅芯的裝置，在導(dǎo)模中部的仔晶提拉口至少設(shè)置為一個。
一種晶體碎料拉制硅芯的方法，包括如下步驟
A、 將晶體碎料的雜質(zhì)清除干凈；
B、 把干凈晶體碎料放入坩堝，晶體碎料的高度不得超出導(dǎo)模支撐的上表 面，并將晶體碎料平整壓實，然后將導(dǎo)模放置在坩堝內(nèi)表面的導(dǎo)模支撐上；坩 堝支撐體保持坩堝的獨立，坩堝與加熱套之間留有3-10公分的距離，以便防 止加熱套出現(xiàn)接近坩堝后局部晶體碎料過熱；
C、 開啟加熱套對坩堝進(jìn)行加熱至坩堝內(nèi)的晶體碎料融化，所述的晶體碎 料融化，應(yīng)根據(jù)晶體碎料的不同來設(shè)置溫度；以多晶硅為例，多晶硅的晶體碎 料融化溫度在1800。左右，所以以1800°的融化點為宜并保持，坩堝內(nèi)的晶 體碎料融化為液體；
5D、 仔晶夾頭帶著仔晶下降，仔晶穿過導(dǎo)模中部的仔晶提拉口接近并插入 熔化的晶體碎料液體，然后提升仔晶，坩堝內(nèi)熔化的晶體碎料液體會跟隨仔晶
上升，導(dǎo)模空腔通過冷卻水口 A和冷卻水口 B的一進(jìn)一出流過的冷卻水給仔晶 降溫，并使仔晶結(jié)晶；
E、 通過上述步驟晶體碎料液體便形成了一個新的柱型晶體，其仔晶夾頭 夾帶仔晶緩慢上升，便可形成所需長度的成品硅芯；
F、 重復(fù)上述步驟便可實現(xiàn)多次晶體拉制過程。
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)越性
本發(fā)明所述的晶體碎料拉制硅芯的方法及實施該方法的一種裝置，本發(fā)明 所述晶體碎料拉制硅芯的方法使用較為簡單的柑堝、加熱套及導(dǎo)模結(jié)構(gòu)，使晶 體碎料在坩堝內(nèi)快速融化，當(dāng)所述的晶體碎料加熱后成為液體，利用仔晶夾頭
帶動仔晶拉制成品硅芯，變廢為寶，使晶體碎料得以再次利用，不僅節(jié)約了企 業(yè)成本，而且.減少了晶體碎料的周轉(zhuǎn)周期；本發(fā)明且具有加熱均勻、大量節(jié)約 能源、減少晶體碎料周轉(zhuǎn)周期，省略了還原過程，設(shè)備投資較低及人工綜合成 本也較低，可有效的提高生產(chǎn)效率等優(yōu)點，易于在多晶硅行業(yè)推廣實施。


圖1是本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)及硅芯拉制原理示意在圖中1、仔晶夾頭；2、仔晶；3、冷卻水口A; 4、冷卻水口B; 5、導(dǎo) 模；6、導(dǎo)模支撐；7、晶體碎料；8、坩堝；9、加熱套；10、坩堝支撐體。
具體實施例方式
參考下面的實施例，可以更詳細(xì)地解釋本發(fā)明；但是，本發(fā)明并不局限于 這些實施例。 _
在圖1中； 一，中晶體碎料拉制硅芯的裝置，包括用于融化晶體碎料7的坩堝8和加熱套9;用于對仔晶降溫的導(dǎo)模結(jié)構(gòu)；所述用于融化晶體碎料7的坩
堝8和加熱套9，包括坩堝8、加熱套9、坩堝支撐體IO，所述坩堝8的外部 設(shè)有加熱套9，坩堝8與加熱套9之間留有3-IO公分的距離，在坩堝8的下 部設(shè)有坩堝支撐體10，所述坩堝8的內(nèi)表面上部設(shè)置有導(dǎo)模支撐6;所述用于 對仔晶降溫的導(dǎo)模結(jié)構(gòu)，所述的導(dǎo)模5放置在導(dǎo)模支撐6上，導(dǎo)模5為一空腔 結(jié)構(gòu)，在導(dǎo)模5的空腔結(jié)構(gòu)上部任意部位設(shè)置冷卻水口 A3和冷卻水口 B4，在 導(dǎo)模5的中部設(shè)有仔晶2提拉口；在導(dǎo)模5的空腔結(jié)構(gòu)上部的冷卻水口 A3及 冷卻水口B4至少設(shè)置為一個，當(dāng)仔晶2提拉口設(shè)置為多個時，相應(yīng)的冷卻水 口 A3及冷卻水口 B4也相應(yīng)的增加數(shù)量；但在導(dǎo)模5中部的仔晶2提拉口至少 設(shè)置為一個。
一種晶體碎料拉制硅芯的方法，包括如下步驟
A、 將晶體碎料7的雜質(zhì)清除干凈；
B、 把干凈晶體碎料7辟入坩堝8，晶體碎料7的高度不得超出導(dǎo)模支撐6 的上表面，并將晶體碎料7平整壓實，然后將導(dǎo)模5放置在坩堝8內(nèi)表面的導(dǎo) 模支撐6上；坩堝支撐體10保持坩堝8的獨立，柑堝8與加熱套9之間留有 3-10公分的距離，以便防止加熱套9出現(xiàn)接近坩堝8后局部晶體碎料7過熱；
C、 開啟加熱套9對坩堝8進(jìn)行加熱至坩堝8內(nèi)的晶體碎料7融化，所述 的晶體碎料7融化，應(yīng)根據(jù)晶體碎料7的不同來設(shè)置溫度；以多晶硅為例，多 晶硅的晶體碎料7融化溫度在1800。左右，所以以1800°的融化點為宜并保 持，坩堝8內(nèi)的晶體碎料7融化為液體；
D、 仔晶夾頭1帶著仔晶2下降，仔晶2穿過導(dǎo)模5中部的仔晶2提拉口 接近并插入熔化的晶體碎料7液體，然后提升仔晶2，坩堝8內(nèi)熔化的晶體碎 料7液體會跟隨仔晶6上升，導(dǎo)模5空腔通過冷卻水口 A3和冷卻水口 B4的一 進(jìn)一出流過的冷卻水給仔晶6降溫，并使仔晶6結(jié)晶；
E、 通過上述歩驟晶體碎料7液體便形成了一個新的柱型晶體，其仔晶夾頭1夾帶仔晶2緩慢上升，便可形成所需長度的成品硅芯； F、重復(fù)上述步驟便可實現(xiàn)多次晶體拉制過程。
公開本發(fā)明最主要是減少了晶體碎料7的還原過程，也就是說這個步驟可 以節(jié)約大量的電能損耗。
為了公開本發(fā)明的目的而在本文中選用的實施例，當(dāng)前認(rèn)為是適宜的，但 是應(yīng)了解的使，本發(fā)明旨在包括一切屬于本構(gòu)思和本發(fā)明范圍內(nèi)的實施例的所 有變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1、一種晶體碎料拉制硅芯的裝置，包括用于融化晶體碎料(7)的坩堝(8)和加熱套(9)；用于對仔晶降溫的導(dǎo)模結(jié)構(gòu)，其特征在于所述用于融化晶體碎料(7)的坩堝(8)和加熱套(9)，包括坩堝(8)、加熱套(9)、坩堝支撐體(10)，所述坩堝(8)的外部設(shè)有加熱套(9)，坩堝(8)與加熱套(9)之間留有3-10公分的距離，在坩堝(8)的下部設(shè)有坩堝支撐體(10)，所述坩堝(8)的內(nèi)表面上部設(shè)置有導(dǎo)模支撐(6)；所述用于對仔晶降溫的導(dǎo)模結(jié)構(gòu)，所述的導(dǎo)模(5)放置在導(dǎo)模支撐(6)上，導(dǎo)模(5)為一空腔結(jié)構(gòu)，在導(dǎo)模(5)的空腔結(jié)構(gòu)上部任意部位設(shè)置冷卻水口A(3)和冷卻水口B(4)，在導(dǎo)模(5)的中部設(shè)有仔晶(2)提拉口。
2、 如權(quán)利要求1所述的晶體碎料拉制硅芯的裝置，其特征在于在導(dǎo)模(5) 的空腔結(jié)構(gòu)上部的冷卻水口 A (3)至少設(shè)置為一個。
3、 如權(quán)利要求1所述的晶體碎料拉制硅芯的裝置，其特征在于在導(dǎo)模(5) 的空腔結(jié)構(gòu)上部的冷卻水口 B (4)至少設(shè)置為一個。
4、 如權(quán)利要求1所述的晶體碎料拉制硅芯的裝置，其特征在于在導(dǎo)模(5) 中部的仔晶(2)提拉口至少設(shè)置為一個。
5、 根據(jù)任一權(quán)利要求所述的晶體碎料拉制硅芯的方法，其特征在于所述的晶體碎料拉制硅芯的方法包括如下歩驟 A、將晶休碎料(7)的雜質(zhì)清除干7爭；B、 把干凈晶體碎料(7)放入坩堝(8)，晶體碎料(7)的高度不得超出導(dǎo) 模支撐(6)的上表面，并將晶體碎料(7)平整壓實，然后將導(dǎo)模(5)放置在 坩堝(8)內(nèi)表面的導(dǎo)模支撐(6)上；坩堝支撐體(10)保持坩堝(8)的獨立， 坩堝(8)與加熱套(9)之間留有3-10公分的距離，以便防止加熱套(9)出 現(xiàn)接近坩堝(8)后局部晶體碎料(7)過熱；C、 開啟加熱套(9)對坩堝(8)進(jìn)行加熱至柑堝(8)內(nèi)的晶體碎料(7) 融化，所述的晶體碎料(7)融化，應(yīng)根據(jù)晶體碎料(7)的不同來設(shè)置溫度； 以多晶硅為例，多晶硅的晶體碎料(7)融化溫度在1800°左右，以1800°的 融化點為宜并保持，坩堝(8)內(nèi)的晶體碎料(7)融化為液體；D、 仔晶夾頭(1)帶著仔晶(2)下降，仔晶(2)穿過導(dǎo)模(5)中部的仔 晶(2)提拉口接近并插入熔化的晶體碎料(7)液體，然后提升仔晶(2)，坩 堝(8)內(nèi)熔化的晶體碎料(7)液體會跟隨仔晶(6)上升，導(dǎo)模(5)空腔通 過冷卻水口 A (3)和冷卻水口 B U)的一進(jìn)一出流過的冷卻水給仔晶(6)降' 溫，并使仔晶(6)結(jié)晶；E、 通過上述歩驟晶體碎料(7)液體便形成了一個新的柱型晶體，其仔晶 夾頭(1)夾帶仔晶(2)緩慢上升，便可形成所需長度的成品硅芯；F、 重復(fù)上述步驟便可實現(xiàn)多次晶體拉制過程。
全文摘要
一種晶體碎料拉制硅芯的方法及實施該方法的一種裝置，所述坩堝(8)的外部設(shè)有加熱套(9)，坩堝(8)與加熱套(9)之間留有3-10公分的距離，在坩堝(8)的下部設(shè)有坩堝支撐體(10)，所述坩堝(8)的內(nèi)表面上部設(shè)置有導(dǎo)模支撐(6)；所述用于對仔晶降溫的導(dǎo)模結(jié)構(gòu)，所述的導(dǎo)模(5)放置在導(dǎo)模支撐(6)上，導(dǎo)模(5)為一空腔結(jié)構(gòu)，在導(dǎo)模(5)的空腔結(jié)構(gòu)上部任意部位設(shè)置冷卻水口A(3)和冷卻水口B(4)，在導(dǎo)模的中部設(shè)有仔晶(2)提拉口；本發(fā)明所述晶體碎料拉制硅芯的方法使用較為簡單的坩堝、加熱套及導(dǎo)模結(jié)構(gòu)，使晶體碎料得以再次利用，而且省略了還原過程，不僅節(jié)約了企業(yè)成本，而且減少了晶體碎料的周轉(zhuǎn)周期。
文檔編號C30B28/10GK101519797SQ20091006410
公開日2009年9月2日 申請日期2009年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月20日
發(fā)明者劉朝軒 申請人:劉朝軒