一種多晶矽鑄錠爐用坩堝組件的製作方法
2023-05-07 09:50:04 2

本實用新型涉及多晶矽熱場技術領域,具體涉及一種多晶矽鑄錠爐用坩堝組件。
背景技術:
多晶矽鑄錠包括加熱、熔化、長晶、退火、冷卻五個工藝步驟,其中矽料在熔化過程中或熔化完以後可能會因其盛放的石英陶瓷坩堝破裂,從坩堝內流出,常簡稱矽液溢流。高溫矽液體流到溢流絲上面,使溢流絲熔斷,觸發溢流報警,系統進入緊急冷卻。一般溢流發生在熔化階段及長晶階段,特別是在熔化後期及長晶初期發生的溢流最為常見。溢流以後不但意味著該爐次沒有矽錠產出,而且輕則損失幾公斤矽料,重則造成熱場部件的重大損失甚至安全事。
目前常用的石英坩堝尺寸為 880mm×880mm×420mm,外面採用厚度約25.4mm石墨坩堝承重。由於在生產過程中,首先使石英坩堝內矽料完全熔化,然後讓熔化的矽料從底部往上定向凝固,最理想的效果是讓矽料從坩堝底部開始同步凝固,使成晶面在同一平面上,這樣多晶矽錠成晶率高。
目前多晶矽錠生產中存在的普遍問題是:在定向凝固過程中,矽料在坩堝四角溫度較低,冷卻得快,坩堝中心冷卻得慢,這嚴重影響了多晶矽錠的成晶率,其原因就在於石墨坩堝底部和四周冷卻速度不一致,外側冷卻得快,底部冷卻得慢,所以不能實現外側和中心同步定向凝固。
技術實現要素:
針對現有技術中存在的問題,本實用新型通過在石墨側板上設置導流槽,提供一種能夠及時檢測到坩堝溢流,同時能夠形成良好的溫度梯度,提高多晶矽結晶質量的多晶矽鑄錠爐用坩堝組件。
為解決上述技術問題,本實用新型採用的技術方案是,一種多晶矽鑄錠爐用坩堝組件,包括有位於坩堝四周與坩堝貼緊的側板以及位於坩堝底部用於支撐坩堝的底板,所述側板的內表面上均設有導流槽,導流槽包括有位於側板下部的主槽,以及位於側板中部的若干均勻分布的支流槽,支流槽連通主槽,所述側板下端面設有若干均勻分布的凸柱,所述底板上設有與凸柱相匹配的通孔,所述每個側板上的其中一個凸柱為中空的導管,所述主槽連通導管。
支流槽包括有末端和連接端,連接端連通主槽且具有與主槽相同的深度,支流槽的深度沿末端的方向逐漸變淺直至與側板內表面齊平。
主槽的的寬度為0.5~1mm,深度為0.5~1mm。
每個側板上的支流槽的末端距離側板兩個側邊均具有間距。
間距為50~80mm。
本實用新型的工作原理是:側板上均勻分布導流槽,導流槽與導管相同,側板與坩堝之間形成一個溫度平衡系統,平衡坩堝四側的溫度。當坩堝發生溢流時,高溫矽液體流到溢流絲上面,使溢流絲熔斷,觸發溢流報警,系統進入緊急冷卻。從而減少成本。
本實用新型的有益效果是,本實用新型通過對坩堝側板進行改進,提高了熱場穩定性,增加多晶矽長晶成品率,同時,能夠有效及時的發現坩堝溢流情況,減少損失。
附圖說明
圖1是本實用新型的結構示意圖;
圖2是本實用新型的立體示意圖。
具體實施方式
現結合附圖對本實用新型作進一步說明。
如圖1-2所示,一種多晶矽鑄錠爐用坩堝組件,包括有位於坩堝四周且與坩堝貼緊的側板1以及位於坩堝底部用於支撐坩堝的底板2,所述側板1的內表面上均設有導流槽,導流槽包括有位於側板下部的主槽3,以及位於側板1中部的若干均勻分布的支流槽4,支流槽4連通主槽3,所述側板1下端面設有若干均勻分布的凸柱5,所述底板2上設有與凸柱5相匹配的通孔,所述每個側板1上的其中一個凸柱5為中空的導管7,所述主槽3連通導管7。導管7下方設置連接報警系統的溢流絲,高溫矽液溢流時從導管7流出,熔斷溢流絲,觸發報警。
支流槽4包括有末端6和連接端,連接端連通主槽3且具有與主槽3相同的深度,支流槽4的深度沿末端6的方向逐漸變淺直至與側板1表面齊平。鑄錠爐長晶時,形成從下往上的降溫長晶過程,保證了坩堝上部溫度大於下部溫度的溫度梯度。
主槽3的寬度為0.5~1mm,深度為0.5~1mm。由於坩堝在矽料融化後變軟,寬度過大不能對坩堝形成有力的支撐保護。
每個側板1上的支流槽4的末端距離側板1兩個側邊均具有間距,間距為50~80mm。坩堝四角保溫,四面通過導流槽平衡過高的溫度,從而降低坩堝四角與四面及坩堝中心的溫度梯度,減少坩堝四角結晶過快的概率。
側板1上均勻分布導流槽,導流槽與導管7相通,側板1與坩堝之間形成一個溫度平衡系統,平衡坩堝四側的溫度。當坩堝發生溢流時,高溫矽液體從導流槽通過導管7流到溢流絲上面,使溢流絲熔斷,觸發溢流報警,系統進入緊急冷卻及相應處理措施。
以上詳細描述了本實用新型的較佳具體實施例,應當理解,本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本實用新型的構思做出諸多修改和變化,因此,凡本技術領域中技術人員依本實用新型的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案,皆應在由權利要求書所確定的保護範圍內。