專利名稱：一種c形硅芯的拉制方法
一種C形硅芯的拉制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種C形硅芯，具體地說本發(fā)明涉及一種多晶硅或其它晶體材料的C形娃芯的拉制方法。
背景技術(shù)：
已知的，在西門子法生產(chǎn)多晶硅的過程中硅芯搭接技術(shù)是一項非常重要的技術(shù)，它主要應(yīng)用于多晶硅生產(chǎn)的一個環(huán)節(jié)、即還原反應(yīng)過程。所述的還原反應(yīng)過程的原理是:還原反應(yīng)是在一個密閉的還原爐中進(jìn)行的，在裝爐前先在還原爐內(nèi)用硅芯搭接成若干個閉合回路，也就是行話中的“搭橋”；每個閉合回路都由兩根豎硅芯和一根橫硅芯形成“Π”字形結(jié)構(gòu)；每一個閉合回路的兩個豎硅芯分別接在爐底上的兩個電極上，兩個電極分別接直流電源的正負(fù)極，然后對硅芯進(jìn)行加熱，加熱中一組搭接好的硅芯相當(dāng)于一個大電阻，然后向密閉的還原爐內(nèi)通入氫氣和三氯氫硅，開始進(jìn)行還原反應(yīng)；這樣，所需的多晶硅就會在硅芯表面生成。以上所述就是硅芯及其搭接技術(shù)在多晶硅生產(chǎn)中的應(yīng)用。在現(xiàn)有的西門子法生產(chǎn)多晶硅的過程中，由于所使用的硅芯直徑通常為Φ8πιπι左右的實心硅芯或經(jīng)過線切割 形成的方硅芯，搭接好的硅芯在正常還原反應(yīng)過程中，生成的娃不斷沉積在娃芯表面，娃芯的表面積也越來越大，反應(yīng)氣體分子對沉積面(娃芯表面)的碰撞機(jī)會和數(shù)量也隨之增大，當(dāng)單位面積的沉積速率不變時，表面積愈大則沉積的多晶硅量也愈多；因此在多晶硅生長時，還原反應(yīng)時間越長，硅芯的直徑越大，多晶硅的生長效率也越高，這樣不僅可以大大提高生產(chǎn)效率，同時也降低了生產(chǎn)成本；但是現(xiàn)有的實心硅芯或方硅芯在還原中，都無法很好的克服由于搭接“實心硅芯或方硅芯”的硅芯強度較低，由此導(dǎo)致還原過程中所產(chǎn)生的硅芯倒伏現(xiàn)象，給生產(chǎn)帶來不必要的麻煩和成本的增加；硅芯所述的倒伏現(xiàn)象是指硅芯在密閉的容器內(nèi)進(jìn)行生長，由于實心圓硅芯或方硅芯本身工藝所帶來的后果是:I)、實心硅芯；實心硅芯的直徑通常在8 10麗左右，由8 10麗生長至120 150麗為例，開始時生長較為緩慢，后期隨著直徑的加大，生長速度也隨之加快；如果直接采用大直徑的實心硅芯，則會造成硅芯本體的重量增加；并且在大直徑實心硅芯的拉制過程中，由于要得到較大直徑的硅芯，拉制速度要控制到很慢，生產(chǎn)效率低下；且生長過程中由于直徑較大，拉直難度極高，并且每次僅可以少量的拉制，也就是拉制根數(shù)必將受到限制，對于加大直徑問題現(xiàn)有技術(shù)中還有很多難點無法克服，同時大直徑硅芯拉制所消耗的電能和保護(hù)性氣體也隨之增加，同時大直徑硅芯還不便于后續(xù)加工和搬運；2)、方娃芯；目前市場上出現(xiàn)了線切割的方硅芯，由于是在線切割過程中，晶體受到金剛石線切割中的微震，使得成品方硅芯內(nèi)出現(xiàn)較多肉眼難以察覺的微小裂痕，在硅芯生長通電的瞬間對于裂痕的沖擊較大，使得硅芯生長過程中斷裂或倒塌量大幅度增加，輕者導(dǎo)致該組硅芯無法生長，嚴(yán)重時導(dǎo)致停爐；那么采用大直徑的硅芯進(jìn)行搭接來實現(xiàn)多晶棒的快速生長及提高硅芯自身的強度就成了一個本領(lǐng)域技術(shù)人員難以克服的技術(shù)壁壘；然，對于如何加大硅芯直徑也是本領(lǐng)域技術(shù)人員的長期訴求。

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C形硅芯的拉制方法，本發(fā)明所述C形硅芯在后續(xù)使用中，有效克服了現(xiàn)有實心方或圓硅芯直徑較小的弊端，由相同重量的C形硅芯或略大于實心硅芯的C形硅芯，實現(xiàn)多晶棒的快速生長目的，本發(fā)明拉制硅芯的方法使用較為簡單，大量節(jié)約了企業(yè)成本。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C形硅芯的拉制方法，包括用于融化晶體的坩堝和加熱套；用于拉制C形硅芯的模板結(jié)構(gòu)；所述用于融化晶體的坩堝和加熱套，在坩堝的外部間隔設(shè)有加熱套，坩堝的下部設(shè)有支撐體，模板設(shè)置在坩堝內(nèi)，所述模板的模板上面設(shè)有C形槽，C形槽內(nèi)設(shè)有貫通模板下部面的液體晶體通路；對應(yīng)模板上面C形槽的籽晶夾頭上設(shè)有C形籽晶；所述拉制方法包括如下步驟:A、前期準(zhǔn)備:把干凈的晶體料放入坩堝，所述晶體料的高度不得超出模板的模板上面，將晶體料平整壓實，然后將模板放置在坩堝內(nèi)，所述模板的外緣面或上部面與定位機(jī)構(gòu)連接，所述模板與定位機(jī)構(gòu)隨動；坩堝的支撐體使所述坩堝獨立且不與加熱套接觸；B、晶體料的融化:開啟加熱套對坩堝進(jìn)行加熱至坩堝內(nèi)的晶體料融化，所述的晶體料融化為液體；C、拉制娃芯:籽晶夾頭帶著C形籽晶下降，C形籽晶的籽晶下端插入相匹配模板的C形槽中并插入C形槽內(nèi)熔化的晶體料液體中，然后提升C形籽晶，坩堝內(nèi)熔化的晶體料液會跟隨C形籽晶上升，脫離了模板的C形槽晶體結(jié)晶形成C形硅芯；D、通過上述步驟晶體料液體便形成了一個新的C形硅芯體，所述C形籽晶在籽晶夾頭夾帶下緩慢上升，便可形成所需長度的成品C形硅芯；E、重復(fù)上述步驟便可實現(xiàn)多次晶體拉制過程的C形硅芯拉制。所述的C形硅芯的拉制方法，步驟C中所述的提升C形籽晶速度應(yīng)當(dāng)控制所述C形硅芯的兩個邊厚度均勻。所述的C形硅芯的拉制方法，所述坩堝與加熱套之間的間距為3 10公分。所述的C形硅芯的拉制方法，所述模板為鎢、鑰、石墨中任一熔點高于晶體熔點的材質(zhì)制作；所述模板的外緣為圓形或多角形。所述的C形硅芯的拉制方法，在模板的模板上面設(shè)置的C形槽相對的模板下面上設(shè)有C形通路，所述C形通路是C形槽下部打有多個貫通至模板下部面的孔，由所述孔形成液體晶體通路。所述的C形硅芯的拉制方法，所述C形通路是C形槽下部打有多個貫通至模板下部面的孔的另一替換結(jié)構(gòu)為C形槽直接貫通 至模板的下部面。所述的C形硅芯的拉制方法，所述C形槽直接貫通至模板的下部面，在C形槽的下部設(shè)有至少一個C形槽槽壁相互連接的加固點。
所述的C形硅芯的拉制方法，所述模板的模板上面設(shè)置的C形槽為至少一個。所述的C形硅芯的拉制方法，所述模板的模板上面設(shè)置的C形槽為C形或具有開口的圓形或具有開口的多角形。所述的C形硅芯的拉制方法，模板的外緣面或上部面與定位機(jī)構(gòu)連接，所述定位機(jī)構(gòu)與加熱套連接，加熱套為具有上移或下移的動態(tài)設(shè)置。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C形硅芯的拉制方法，由于在模板上設(shè)置了 C形槽，并且通過對應(yīng)C形槽的上方設(shè)置了籽晶夾頭，在籽晶夾頭所夾持的C形籽晶由所述C形槽內(nèi)牽引出的液體晶體變冷后形成所需的C形硅芯，也就是C形硅芯，所述C形硅芯在后續(xù)使用中，有效克服了現(xiàn)有實心方或圓硅芯直徑較小的弊端，由相同重量的C形硅芯或略大于實心硅芯的C形硅芯，實現(xiàn)多晶棒的快速生長目的，本發(fā)明拉制硅芯的方法使用較為簡單，大量節(jié)約了企業(yè)的生廣成本，而且人工綜合成本也相對較低，可有效的提聞生廣效率等優(yōu)點，易于在多晶娃行業(yè)推廣實施。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的模板結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的向視圖；在圖中:1、C形籽晶；2、C形硅芯；3、定位機(jī)構(gòu)；4、模板上面；5、坩堝；6、加熱套；7、晶體；8、支撐體；9、C形槽；10、加固點；11、模板。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明；下面的實施例并不是對于本發(fā)明的限定，僅作為支持實現(xiàn)本發(fā)明的方式，在本發(fā)明所公開的技術(shù)框架內(nèi)的任意等同結(jié)構(gòu)替換，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍；結(jié)合附圖1或2或3所述的C形硅芯的拉制方法，包括用于融化晶體7的坩堝5和加熱套6 ;用于拉制C形硅芯2的模板11結(jié)構(gòu)；所述用于融化晶體7的坩堝5和加熱套6，在坩堝5的外部間隔設(shè)有加熱套6，坩堝5的下部設(shè)有支撐體8，模板11設(shè)置在坩堝5內(nèi)，所述模板11的模板上面4設(shè)有C形槽9，C形槽9內(nèi)設(shè)有貫通模板11下部面的液體晶體通路；對應(yīng)模板上面4C形槽9的籽晶夾頭上設(shè)有C形籽晶I ;所述拉制方法包括如下步驟:A、前期準(zhǔn)備:把干凈的晶體7料放入坩堝5，所述晶體7料的高度不得超出模板11的模板上面4，將晶體7料平整壓實，然后將模板11放置在坩堝5內(nèi)，所述模板11的外緣面或上部面與定位機(jī)構(gòu)3連接，所述模板11與定位機(jī)構(gòu)3隨動；坩堝5的支撐體8使所述坩堝5獨立且不與加熱套6接觸；B、晶體7料的融化:開啟加熱套6對坩堝5進(jìn)行加熱至坩堝5內(nèi)的晶體7料融化，所述的晶體7料融化為液體；
C、拉制硅芯:籽晶夾頭帶著C形籽晶i下降，C形籽晶I的籽晶下端插入相匹配模板11的C形槽9中并插入C形槽9內(nèi)熔化的晶體7料液體中，然后提升C形籽晶1，坩堝5內(nèi)熔化的晶體7料液會跟隨C形籽晶I上升，脫離了模板11的C形槽9晶體結(jié)晶形成C形硅芯2 ；D、通過上述步驟晶體7料液體便形成了一個新的C形硅芯2體，所述C形籽晶I在籽晶夾頭夾帶下緩慢上升，便可形成所需長度的成品C形硅芯2 ；E、重復(fù)上述步驟便可實現(xiàn)多次晶體拉制過程的C形硅芯2拉制。所述的C形硅芯的拉制方法，步驟C中所述的提升C形籽晶I速度應(yīng)當(dāng)控制所述C形硅芯2的兩個邊厚度均勻。所述的C形硅芯的拉制方法，所述坩堝5與加熱套6之間的間距為3 10公分。所述的C形硅芯的拉制方法，所述模板11為鎢、鑰、石墨中任一熔點高于晶體熔點的材質(zhì)制作；所述模板11的外緣為圓形或多角形。所述的C形硅芯的拉 制方法，在模板11的模板上面4設(shè)置的C形槽9相對的模板下面上設(shè)有C形通路，所述C形通路是C形槽9下部打有多個貫通至模板11下部面的孔，由所述孔形成融化后晶體7的液體晶體通路。所述的C形硅芯的拉制方法，所述C形通路是C形槽9下部打有多個貫通至模板11下部面的孔的另一替換結(jié)構(gòu)為C形槽9直接貫通至模板11的下部面；所述C形槽9直接貫通至模板11的下部面；考慮到強度問題，在C形槽9的下部設(shè)有至少一個C形槽9槽壁相互連接的加固點10。所述的C形硅芯的拉制方法，所述模板11的模板上面4設(shè)置的C形槽9為至少一個，且所述模板11的模板上面4設(shè)置的C形槽9為C形或具有開口的圓形或具有開口的多角形；所述C形槽9設(shè)置為多個時，相應(yīng)的C形籽晶1、籽晶夾頭也設(shè)置為相同數(shù)量，實現(xiàn)同時拉制多根C形硅芯2。所述的C形硅芯的拉制方法，模板11的外緣面或上部面與定位機(jī)構(gòu)3連接，所述定位機(jī)構(gòu)3與加熱套6連接，加熱套6為具有上移或下移的動態(tài)設(shè)置；由于所述加熱套6為可以上移或下移，使得坩堝5內(nèi)的晶體7可以盡可能多的被拉制為C形硅芯2。本發(fā)明未詳述部分為現(xiàn)有技術(shù)。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)了解的是，本發(fā)明旨在包括一切屬于本構(gòu)思和發(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C形硅芯的拉制方法，包括用于融化晶體(7)的坩堝(5)和加熱套(6);用于拉制C形硅芯⑵的模板(11)結(jié)構(gòu)，其特征是:所述用于融化晶體(7)的坩堝(5)和加熱套(6)，在坩堝(5)的外部間隔設(shè)有加熱套(6)，坩堝(5)的下部設(shè)有支撐體(8)，模板(11)設(shè)置在坩堝(5)內(nèi)，所述模板(11)的模板上面(4)設(shè)有C形槽(9)，C形槽(9)內(nèi)設(shè)有貫通模板(11)下部面的液體晶體通路；對應(yīng)模板上面(4)C形槽(9)的籽晶夾頭上設(shè)有C形籽晶(I); 所述拉制方法包括如下步驟: A、前期準(zhǔn)備: 把干凈的晶體(7)料放入坩堝(5)，所述晶體(7)料的高度不得超出模板(11)的模板上面(4)，將晶體(7)料平整壓實，然后將模板(11)放置在坩堝(5)內(nèi)，所述模板(11)的外緣面或上部面與定位機(jī)構(gòu)(3)連接，所述模板(11)與定位機(jī)構(gòu)(3)隨動；坩堝(5)的支撐體(8)使所述坩堝(5)獨立且不與加熱套(6)接觸； B、晶體(7)料的融化: 開啟加熱套(6)對坩堝(5)進(jìn)行加熱至坩堝(5)內(nèi)的晶體(7)料融化，所述的晶體(7)料融化為液體； C、拉制娃芯: 籽晶夾頭帶著C形籽晶(I)下降，C形籽晶(I)的籽晶下端插入相匹配模板(11)的C形槽(9)中并插入C形槽(9)內(nèi)熔化的晶體(7)料液體中，然后提升C形籽晶(1)，坩堝(5)內(nèi)熔化的晶體(7)料液會 跟隨C形籽晶⑴上升，脫離了模板(11)的C形槽(9)晶體結(jié)晶形成C形硅芯⑵； D、成品C形硅芯⑵: 通過上述步驟晶體(7)料液體便形成了一個新的C形硅芯(2)體，所述C形籽晶(I)在籽晶夾頭夾帶下緩慢上升，便可形成所需長度的成品C形硅芯(2); E、重復(fù)上述步驟便可實現(xiàn)多次晶體拉制過程的C形硅芯(2)拉制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C形硅芯的拉制方法，其特征是:步驟C中所述的提升C形籽晶(I)速度應(yīng)當(dāng)控制所述C形硅芯(2)的兩個邊厚度均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C形硅芯的拉制方法，其特征是:所述坩堝(5)與加熱套(6)之間的間距為3 10公分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C形硅芯的拉制方法，其特征是:所述模板(11)為鎢、鑰、石墨中任一熔點高于晶體熔點的材質(zhì)制作；所述模板(11)的外緣為圓形或多角形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的C形硅芯的拉制方法，其特征是:在模板(11)的模板上面⑷設(shè)置的C形槽(9)相對的模板下面上設(shè)有C形通路，所述C形通路是C形槽(9)下部打有多個貫通至模板(11)下部面的孔，由所述孔形成液體晶體通路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的C形硅芯的拉制方法，其特征是:所述C形通路是C形槽(9)下部打有多個貫通至模板(11)下部面的孔的另一替換結(jié)構(gòu)為C形槽(9)直接貫通至模板(11)的下部面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的C形硅芯的拉制方法，其特征是:所述C形槽(9)直接貫通至模板(11)的下部面，在C形槽(9)的下部設(shè)有至少一個C形槽(9)槽壁相互連接的加固點(10)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C形硅芯的拉制方法，其特征是:所述模板(11)的模板上面.(4)設(shè)置的C形槽(9)為至少一個。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C形硅芯的拉制方法，其特征是:所述模板(11)的模板上面.(4)設(shè)置的C形槽(9)為C形或具有開口的圓形或具有開口的多角形。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C形硅芯的拉制方法，其特征是:模板(11)的外緣面或上部面與定位機(jī)構(gòu)(3)連接，所述定位機(jī)構(gòu)(3)與加熱套(6)連接，加熱套(6)為具有上移或下移的動態(tài)設(shè)置。
全文摘要
一種C形硅芯的拉制方法，包括用于融化晶體(7)的坩堝(5)和加熱套(6)；用于拉制C形硅芯(2)的模板(11)結(jié)構(gòu)，所述拉制方法包括如下步驟A、前期準(zhǔn)備，B、晶體(7)料的融化，C、拉制硅芯，D、成品C形硅芯(2)重復(fù)前述步驟便可實現(xiàn)多次晶體拉制過程的C形硅芯(2)拉制；本發(fā)明在后續(xù)使用中，有效克服了現(xiàn)有實心方或圓硅芯直徑較小的弊端，由相同重量的C形硅芯或略大于實心硅芯的C形硅芯，實現(xiàn)多晶棒的快速生長目的，本發(fā)明拉制硅芯的方法使用較為簡單，大量節(jié)約了企業(yè)成本。
文檔編號C30B29/66GK103160914SQ20111040821
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者劉朝軒, 王晨光 申請人:洛陽金諾機(jī)械工程有限公司