CN101498033A - 晶体碎料拉制硅芯的方法及简易装置 - Google Patents
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Abstract
一种晶体碎料拉制硅芯的方法及简易装置，属于多晶硅拉制硅芯的一种方法；所述坩埚(5)的外部设有加热套(7)，坩埚(5)与加热套(7)之间留有3－10公分的距离，在坩埚(5)的下部设有坩埚支撑体(8)，所述坩埚(5)的内表面上部设置有导模支撑(4)；所述用于对仔晶(2)降温的导模(3)结构，所述的导模(3)放置在导模支撑(4)上，导模为一平板结构，在导模(3)的中部设有向下延伸至接近坩埚(5)的仔晶提拉管；本发明所述晶体碎料拉制硅芯的方法及简易装置使用较为简单的坩埚、加热套及导模结构，使晶体碎料得以再次利用，而且省略了还原过程，不仅节约了企业成本，而且减少了晶体碎料的周转周期。
Description
技术领域：
本发明属于多晶硅拉制硅芯的一种方法，涉及多晶硅或其它晶体碎料拉制硅芯的方法，尤其是涉及一种多晶硅或其它晶体碎料拉制硅芯的简易装置。
背景技术：
目前，硅芯在国内使用量非常巨大；现有的硅芯是以区熔方式所生产的，其工艺过程中使用高频线圈、仔晶夹头来完成拉制过程，其工作原理如下：工作时通过给高频线圈通入高频电流，高频感应加热，使高频线圈产生电流对原料棒产生磁力线，加热后的原料棒上端头形成融化区，然后将仔晶插入熔化区，慢慢提升仔晶，熔化后的原料就会跟随仔晶上升，形成一个新的柱形晶体，这个新的柱形晶体便是硅芯或其它材料晶体的制成品。
本人通过观察发现硅芯制成过程中出现的余料，不小心折断的硅芯等处理非常繁琐，一般会将上述废料进行回收，然后返回厂家进行再加工处理，也有比较有实力的生产企业通过直拉炉对废料进行还原，然后对还原后的原料棒进行再次拉制，这种做法不仅增加了硅芯拉制方的成本，而且再利用的时间会在物流、中转、还原等环节或过程中延长。
发明内容：
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种晶体碎料拉制硅芯的方法及简易装置，本发明所述晶体碎料拉制硅芯的方法及简易装置使用较为简单的坩埚、加热套及导模结构，使晶体碎料得以再次利用，而且省略了还原过程，不仅节约了企业成本，而且减少了晶体碎料的周转周期。
为了实现上述发明的目的，本发明采用如下技术方案：
一种晶体碎料拉制硅芯的简易装置，包括用于融化晶体碎料的坩埚和加热套；用于对仔晶降温的导模结构；所述用于融化晶体碎料的坩埚和加热套，包括坩埚、加热套、坩埚支撑体，所述坩埚的外部设有加热套，坩埚与加热套之间留有3-10公分的距离，在坩埚的下部设有坩埚支撑体，所述坩埚的内表面上部设置有导模支撑；所述用于对仔晶降温的导模结构，所述的导模放置在导模支撑上，导模为一平板结构，在导模的中部设有向下延伸至接近坩埚的仔晶提拉管。
所述的晶体碎料拉制硅芯的简易装置，在导模中部设置的仔晶提拉管为至少一个。
所述的晶体碎料拉制硅芯的简易装置，所述坩埚内表面上部设置的导模支撑或设置为坩埚的内表面环形台阶，所述的环形台阶为导模支撑。
所述的晶体碎料拉制硅芯的简易装置，坩埚与导模支撑可设置为一体。
所述的晶体碎料拉制硅芯的简易装置，导模与仔晶提拉管可设置为一体。
一种晶体碎料拉制硅芯的方法，包括如下步骤：
A、将晶体碎料的杂质清除干净；
B、把干净晶体碎料放入坩埚内，晶体碎料的高度不得超出导模支撑的上表面，并将晶体碎料平整压实，然后将导模的仔晶提拉管下压，导模的仔晶提拉管下压至导模与导模支撑连接为宜；所述坩埚支撑体保持坩埚的独立，坩埚与加热套之间保持3-10公分的距离，以便防止加热套出现接近坩埚后局部晶体碎料过热；
C、接通加热套电源，利用加热套对坩埚进行加热，至坩埚内的晶体碎料融化，所述的晶体碎料融化，应根据晶体碎料的不同来设置温度；以多晶硅为例，多晶硅的晶体碎料融化温度在1800°左右，所以以坩埚的1800°融化点为宜并保持，坩埚内的晶体碎料融化为液体；
D、仔晶夹头带着仔晶下降，仔晶穿过导模中部的仔晶提拉管接近并插入熔化的晶体碎料液体中，然后提升仔晶，坩埚内熔化的晶体碎料液体会跟随仔晶上升，仔晶脱离仔晶提拉管后结晶；
E、通过上述步骤晶体碎料液体便形成了一个新的柱型晶体，其仔晶夹头夹带仔晶缓慢上升，便可形成所需长度的成品硅芯；
F、重复上述步骤便可实现多次晶体拉制过程。
由于采用上述技术方案，本发明具有如下优越性：
本发明所述的晶体碎料拉制硅芯的方法及实施该方法的一种装置，本发明所述晶体碎料拉制硅芯的方法使用较为简单的坩埚、加热套及导模结构，使晶体碎料在坩埚内快速融化，当所述的晶体碎料加热后成为液体，利用仔晶夹头带动仔晶拉制成品硅芯，变废为宝，使晶体碎料得以再次利用，不仅节约了企业成本，而且减少了晶体碎料的周转周期；本发明且具有加热均匀、大量节约能源、减少晶体碎料周转周期，省略了还原过程，设备投资较低及人工综合成本也较低，可有效的提高生产效率等优点，易于在多晶硅行业推广实施。
附图说明：
图1是本发明的装置结构及硅芯拉制原理示意图；
在图中：1、仔晶夹头；2、仔晶；3、导模；4、导模支撑；5、坩埚；6、晶体碎料；7、加热套；8、坩埚支撑体。
具体实施方式：
参考下面的实施例，可以更详细地解释本发明；但是，本发明并不局限于这些实施例。
在图1中；一种晶体碎料拉制硅芯的简易装置，包括用于融化晶体碎料6的坩埚5和加热套7；用于对仔晶2降温的导模3结构；所述用于融化晶体碎料6的坩埚5和加热套7，包括坩埚5、加热套7、坩埚支撑体8，所述坩埚5的外部设有加热套7，坩埚5与加热套7之间留有3-10公分的距离，在坩埚5的下部设有坩埚支撑体8，所述坩埚5的内表面上部设置有导模支撑4；所述用于对仔晶2降温的导模3结构，所述的导模3放置在导模支撑4上，导模为一平板结构，在导模3的中部设有向下延伸至接近坩埚5的仔晶提拉管。
所述的晶体碎料拉制硅芯的简易装置，在导模3中部设置的仔晶提拉管为至少一个；所述坩埚5内表面上部设置的导模支撑4或设置为坩埚5的内表面环形台阶，所述的环形台阶为导模支撑4；坩埚5与导模支撑4可设置为一体；导模3与仔晶提拉管可设置为一体。
一种晶体碎料拉制硅芯的方法，包括如下步骤：
A、将晶体碎料6的杂质清除干净；
B、把干净晶体碎料6放入坩埚5内，晶体碎料6的高度不得超出导模支撑4的上表面，并将晶体碎料6平整压实，然后将导模3的仔晶提拉管下压，导模3的仔晶提拉管下压至导模3与导模支撑4连接为宜；所述坩埚支撑体8保持坩埚5的独立，坩埚5与加热套7之间保持3-10公分的距离，以便防止加热套7出现接近坩埚5后局部晶体碎料6过热；
C、接通加热套7电源，利用加热套7对坩埚5进行加热，至坩埚5内的晶体碎料6融化，所述的晶体碎料6融化，应根据晶体碎料6的不同来设置温度；以多晶硅为例，多晶硅的晶体碎料6融化温度在1800°左右，所以以坩埚5的1800°融化点为宜并保持，坩埚5内的晶体碎料6融化为液体；
D、仔晶夹头1带着仔晶2下降，仔晶2穿过导模3中部的仔晶提拉管接近并插入熔化的晶体碎料6液体中，然后提升仔晶2，坩埚5内熔化的晶体碎料6液体会跟随仔晶2上升，仔晶2脱离仔晶提拉管后结晶；
E、通过上述步骤晶体碎料6液体便形成了一个新的柱型晶体，其仔晶夹头1夹带仔晶2缓慢上升，便可形成所需长度的成品硅芯；
F、重复上述步骤便可实现多次晶体拉制过程。
公开本发明最主要是减少了晶体碎料7的还原过程，也就是说这个步骤可以节约大量的电能损耗。
为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是应了解的使，本发明旨在包括一切属于本构思和本发明范围内的实施例的所有变化和改进。
Claims (6)
1、一种晶体碎料拉制硅芯的简易装置，包括用于融化晶体碎料(6)的坩埚(5)和加热套(7)；用于对仔晶(2)降温的导模(3)结构，其特征在于：所述用于融化晶体碎料(6)的坩埚(5)和加热套(7)，包括坩埚(5)、加热套(7)、坩埚支撑体(8)，所述坩埚(5)的外部设有加热套(7)，坩埚(5)与加热套(7)之间留有3-10公分的距离，在坩埚(5)的下部设有坩埚支撑体(8)，所述坩埚(5)的内表面上部设置有导模支撑(4)；所述用于对仔晶(2)降温的导模(3)结构，所述的导模(3)放置在导模支撑(4)上，导模为一平板结构，在导模(3)的中部设有向下延伸至接近坩埚(5)的仔晶提拉管。
2、如权利要求1所述的晶体碎料拉制硅芯的简易装置，其特征在于：在导模(3)中部设置的仔晶提拉管为至少一个。
3、如权利要求1所述的晶体碎料拉制硅芯的简易装置，其特征在于：所述坩埚(5)内表面上部设置的导模支撑(4)或设置为坩埚(5)的内表面环形台阶，所述的环形台阶为导模支撑(4)。
4、如权利要求1或3所述的晶体碎料拉制硅芯的简易装置，其特征在于：坩埚(5)与导模支撑(4)可设置为一体。
5、如权利要求1或2所述的晶体碎料拉制硅芯的简易装置，其特征在于：导模(3)与仔晶提拉管可设置为一体。
6、根据权利要求1～5任一所述的晶体碎料拉制硅芯的方法，其特征在于：
所述的晶体碎料拉制硅芯的方法包括如下步骤：
A、将晶体碎料(6)的杂质清除干净；
B、把干净晶体碎料(6)放入坩埚(5)内，晶体碎料(6)的高度不得超出导模支撑(4)的上表面，并将晶体碎料(6)平整压实，然后将导模(3)的仔晶提拉管下压，导模(3)的仔晶提拉管下压至导模(3)与导模支撑(4)连接为宜；所述坩埚支撑体8保持坩埚(5)的独立，坩埚(5)与加热套7之间保持3-10公分的距离，以便防止加热套7出现接近坩埚(5)后局部晶体碎料(6)过热；
C、接通加热套(7)电源，利用加热套(7)对坩埚(5)进行加热，至坩埚(5)内的晶体碎料(6)融化，所述的晶体碎料(6)融化，应根据晶体碎料(6)的不同来设置温度；以多晶硅为例，多晶硅的晶体碎料(6)融化温度在1800°左右，所以以坩埚(5)的1800°融化点为宜并保持，坩埚(5)内的晶体碎料(6)融化为液体；
D、仔晶夹头(1)带着仔晶(2)下降，仔晶(2)穿过导模(3)中部的仔晶提拉管接近并插入熔化的晶体碎料(6)液体中，然后提升仔晶(2)，坩埚(5)内熔化的晶体碎料6液体会跟随仔晶(2)上升，仔晶(2)脱离仔晶提拉管后结晶；
E、通过上述步骤晶体碎料6液体便形成了一个新的柱型晶体，其仔晶夹头(1)夹带仔晶(2)缓慢上升，便可形成所需长度的成品硅芯；
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