全文摘要
本实用新型提供了一种多晶硅铸锭装置，包括坩埚、设置在所述坩埚侧壁外围的坩埚护板和设置在所述坩埚侧壁上沿的陶瓷板，所述坩埚具有第一容置腔，所述陶瓷板形成与所述第一容置腔贯通的第二容置腔，所述陶瓷板的上沿高于或齐平于所述坩埚护板的上沿；陶瓷板的设置隔绝了坩埚中的硅料在熔化过程中产生的SiO与坩埚护板的接触，避免了CO的生成，进而有效避免了硅锭中碳含量的增加，提高了多晶硅的质量。
主设计要求
1.一种多晶硅铸锭装置，其特征在于，包括坩埚、设置在所述坩埚侧壁外围的坩埚护板和设置在所述坩埚侧壁上沿的陶瓷板，所述坩埚具有第一容置腔，所述陶瓷板形成与所述第一容置腔贯通的第二容置腔，所述陶瓷板的上沿高于或齐平于所述坩埚护板的上沿。
设计方案
1.一种多晶硅铸锭装置，其特征在于，包括坩埚、设置在所述坩埚侧壁外围的坩埚护板和设置在所述坩埚侧壁上沿的陶瓷板，所述坩埚具有第一容置腔，所述陶瓷板形成与所述第一容置腔贯通的第二容置腔，所述陶瓷板的上沿高于或齐平于所述坩埚护板的上沿。
2.如权利要求1所述的多晶硅铸锭装置，其特征在于，所述陶瓷板的厚度小于或等于所述坩埚侧壁的厚度。
3.如权利要求2所述的多晶硅铸锭装置，其特征在于，所述陶瓷板的厚度为10mm-30mm。
4.如权利要求1所述的多晶硅铸锭装置，其特征在于，所述坩埚护板的顶部设置有多个贯通所述坩埚护板的第一通气孔，所述陶瓷板上设置有贯通所述陶瓷板且与所述第一通气孔对应的第二通气孔。
5.如权利要求1所述的多晶硅铸锭装置，其特征在于，所述坩埚护板的上沿设置有多个第一凹形通气槽，所述陶瓷板上设置有与所述第一凹形通气槽对应的第二凹形通气槽。
6.如权利要求1所述的多晶硅铸锭装置，其特征在于，所述坩埚护板的内侧面与所述坩埚的外侧面贴合设置，所述坩埚护板的内侧面与所述陶瓷板的外侧面贴合设置。
7.如权利要求1所述的多晶硅铸锭装置，其特征在于，所述坩埚为方形时，所述陶瓷板由多个子陶瓷板组成，多个所述子陶瓷板设置在所述坩埚侧壁的上沿。
8.如权利要求1所述的多晶硅铸锭装置，其特征在于，所述陶瓷板的高度为10mm-30mm。
9.如权利要求1所述的多晶硅铸锭装置，其特征在于，还包括坩埚盖板，所述坩埚盖板设置在所述坩埚的上方，并由所述陶瓷板支撑。
10.如权利要求9所述的多晶硅铸锭装置，其特征在于，所述坩埚盖板上设置有导气口，所述导气口位于所述坩埚盖板的中心。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及多晶硅铸锭技术领域，特别涉及一种多晶硅铸锭装置。
背景技术
多晶硅铸锭炉是一种硅重熔再结晶设备。在铸锭炉内含有大量的石墨器件，例如坩埚护板等。而在铸锭过程中为了便于排气除杂，现有坩埚护板一般高于坩埚的高度。硅料在熔化过程中产生的SiO随着气流流动会与坩埚护板多次接触，从而使其中的碳元素与SiO反应，产生CO进入气流中，最终进入硅熔体，造成硅锭中的碳含量增加，影响产品质量。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种多晶硅铸锭装置，通过在坩埚侧壁上设置陶瓷板，隔绝硅料熔化过程中产生的SiO与坩埚护板接触，避免了CO的生成和硅锭中碳含量的增加，提高了产品质量。
第一方面，本实用新型提供了一种多晶硅铸锭装置，包括坩埚、设置在所述坩埚侧壁外围的坩埚护板和设置在所述坩埚侧壁上沿的陶瓷板，所述坩埚具有第一容置腔，所述陶瓷板形成与所述第一容置腔贯通的第二容置腔，所述陶瓷板的上沿高于或齐平于所述坩埚护板的上沿。
在本实用新型中，所述陶瓷板设置在所述坩埚的上沿并围设形成与所述第一容置腔贯通的第二容置腔。
在本实用新型中，坩埚侧壁上沿即为坩埚侧壁远离坩埚底部的一端。
在本实用新型中，通过在坩埚侧壁的上沿设置陶瓷板，隔绝了在铸锭过程中产生的SiO与坩埚护板接触，避免了CO的生成和硅锭中碳含量的增加，进而提高了硅锭的质量。
可选的，所述坩埚为方形时，所述陶瓷板由多个子陶瓷板组成，多个所述子陶瓷板设置在所述坩埚侧壁的上沿。
在本实用新型中，多个子陶瓷板的高度可以相同，也可以不同。其中，每个子陶瓷板的上沿高于或齐平于坩埚护板的上沿，对此不作限定。进一步的，多个所述子陶瓷板的高度一致。
可选的，所述陶瓷板的高度为10mm-30mm。
可选的，所述陶瓷板的厚度小于或等于所述坩埚侧壁的厚度。
可选的，所述陶瓷板的厚度为10mm-30mm。
可选的，所述陶瓷板的上沿为水平上沿或倾斜上沿。进一步的，所述陶瓷板的上沿为水平上沿。
可选的，所述坩埚护板的上沿为水平上沿或倾斜上沿。进一步的，所述坩埚护板的上沿为水平上沿。
在本实用新型中，相对于所述坩埚底部，陶瓷板的上沿和坩埚护板的上沿为水平上沿或倾斜上沿。
可选的，所述坩埚护板的内侧面与所述坩埚的外侧面贴合设置，所述坩埚护板的内侧面与所述陶瓷板的外侧面贴合设置。
可选的，所述坩埚护板的顶部设置有多个贯通所述坩埚护板的第一通气孔，所述陶瓷板上设置有贯通所述陶瓷板且与所述第一通气孔对应的第二通气孔。
在本实用新型中，第一通气孔和第二通气孔贯通即可，两者的孔径可以相同，也可以不同，对此不作限定。可选的，所述第一通气孔和所述第二通气孔的孔径相同。在本实用新型中，第一通气孔与第二通气孔对应是指第一通气孔与第二通气孔的中心重合或所述第二通气孔的中心至坩埚底部的垂直距离高于所述第一通气孔的中心至坩埚底部的垂直距离。进一步的，所述第二通气孔的中心比所述第一通气孔的中心至坩埚底部的垂直距离高5mm-15mm。
可选的，所述坩埚护板的上沿设置有多个第一凹形通气槽，所述陶瓷板上设置有与所述第一凹形通气槽对应的第二凹形通气槽。
可选的，还包括坩埚盖板，所述坩埚盖板设置在所述坩埚的上方，并由所述陶瓷板支撑。
可选的，所述坩埚盖板上设置有导气口，所述导气孔位于所述坩埚盖板的中心。
可选的，所述坩埚盖板为钼板或碳化硅板。在本实用新型中，坩埚盖板与铸锭过程中产生的SiO不发生反应，避免了CO的生成和硅锭中碳含量的增加。
本实用新型的有益效果：
本实用新型提供了一种多晶硅铸锭装置，通过在坩埚侧壁的上沿设置陶瓷板，且陶瓷板的上沿高于或齐平于坩埚护板的上沿，从而隔绝了在铸锭过程中产生的SiO与坩埚护板接触，避免了CO的生成和硅锭中碳含量的增加，进而提高了多晶硅的质量。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
图1为本实用新型一实施例提供的一种多晶硅铸锭装置的截面示意图；
图2为本实用新型一实施例提供的一种坩埚和陶瓷板的结构示意图；
图3为本实用新型一实施例提供的一种坩埚护板的截面图；
图4为本实用新型一实施例提供的一种坩埚和陶瓷板的截面图；
图5为本实用新型一实施例提供的另一种坩埚护板的截面图；
图6为本实用新型一实施例提供的另一种坩埚和陶瓷板的截面图；
图7为本实用新型中效果实施例的结果图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提供了一种多晶硅铸锭装置，包括坩埚、设置在所述坩埚侧壁外围的坩埚护板和设置在所述坩埚侧壁上沿的陶瓷板，所述坩埚具有第一容置腔，所述陶瓷板形成与所述第一容置腔贯通的第二容置腔，所述陶瓷板的上沿高于或齐平于所述坩埚护板的上沿。
请参阅图1，为本实用新型一实施例提供的一种多晶硅铸锭装置的截面示意图，包括坩埚1、设置在坩埚1侧壁外围的坩埚护板2和设置在坩埚1侧壁上沿的陶瓷板3，坩埚1具有第一容置腔，陶瓷板3形成与第一容置腔贯通的第二容置腔，陶瓷板3的上沿高于或齐平于坩埚护板2的上沿。
请参阅图2，为本实用新型一实施例提供的一种坩埚和陶瓷板的结构示意图。坩埚1具有第一容置腔，陶瓷板3设置在坩埚1的上沿并围设形成与第一容置腔贯通的第二容置腔。
在本实用新型中，坩埚侧壁上沿即为坩埚侧壁远离坩埚底部的一端。
在本实用新型中，通过在坩埚1侧壁上沿设置陶瓷板3，隔绝了在铸锭过程中产生的SiO与坩埚护板2接触，避免了CO的生成和硅锭中碳含量的增加，进而提高了多晶硅的质量。
本实用新型实施方式中，坩埚1为方形时，陶瓷板3由多个子陶瓷板组成，多个子陶瓷板设置在坩埚1侧壁的上沿。
在本实用新型中，多个子陶瓷板的高度可以相同，也可以不同。其中，每个子陶瓷板的上沿高于或齐平于坩埚护板2的上沿，对此不作限定。可选的，多个子陶瓷板的高度一致。
本实用新型实施方式中，陶瓷板3的高度为10mm-30mm。
本实用新型实施方式中，陶瓷板3的厚度小于或等于坩埚1侧壁的厚度。
本实用新型实施方式中，陶瓷板3的厚度为10mm-30mm。
本实用新型实施方式中，陶瓷板3的上沿为水平上沿或倾斜上沿。进一步的，陶瓷板3的上沿为水平上沿。
本实用新型实施方式中，坩埚护板2的上沿为水平上沿或倾斜上沿。进一步的，坩埚护板2的上沿为水平上沿。
在本实用新型中，相对于坩埚底部，陶瓷板3的上沿和坩埚护板2的上沿为水平上沿或倾斜上沿。
本实用新型一具体实施例中，陶瓷板3和坩埚护板2的上沿均为水平上沿，当陶瓷板3和坩埚护板2的上沿齐平时，即坩埚1的高度加上陶瓷板3的高度与坩埚护板2的高度一致；当陶瓷板3的上沿高于坩埚护板2的上沿时，即坩埚1的高度加上陶瓷板3的高度大于坩埚护板2的高度。
本实用新型一具体实施例中，陶瓷板3和坩埚护板2的上沿均为倾斜上沿，当陶瓷板3和坩埚护板2的上沿齐平时，即陶瓷板3和坩埚护板2的上沿倾斜方向和角度均一致；当陶瓷板3的上沿高于坩埚护板2的上沿时，即陶瓷板3上沿上任意一点至坩埚底部的距离大于或等于坩埚护板2上沿上任意一点至坩埚底部的距离。
本实用新型实施方式中，坩埚护板2的内侧面与坩埚1的外侧面贴合设置，坩埚护板2的内侧面与陶瓷板3的外侧面贴合设置。
请参阅图3和图4，其中图3为本实用新型一实施方式提供的一种坩埚护板的截面图，坩埚护板2的顶部设置有多个贯通坩埚护板2的第一通气孔21，图4为本实用新型一实施方式提供的一种坩埚和陶瓷板的截面图，陶瓷板3上设置有贯通陶瓷板3且与第一通气孔21对应的第二通气孔31。
在本实用新型中，第一通气孔21和第二通气孔31贯通即可，两者的孔径可以相同，也可以不同，对此不作限定。可选的，第一通气孔21和第二通气孔31的孔径相同。在本实用新型中，第一通气孔21与第二通气孔31对应是指第一通气孔21与第二通气孔31的中心重合或第二通气孔31的中心至坩埚底部的垂直距离高于第一通气孔21的中心至坩埚底部的垂直距离。进一步的，第二通气孔31的中心比第一通气孔21的中心至坩埚底部的垂直距离高5mm-15mm。
请参阅图5和图6，其中图5为本实用新型一实施方式提供的另一种坩埚护板的截面图，坩埚护板2的上沿设置有多个第一凹形通气槽22，图6为本实用新型一实施方式提供的另一种坩埚和陶瓷板的截面图，陶瓷板3上设置有与第一凹形通气槽22对应的第二凹形通气槽32。
本实用新型实施方式中，还包括坩埚盖板，坩埚盖板设置在坩埚1的上方，并由陶瓷板3支撑。
本实用新型实施方式中，坩埚盖板上设有导气口，导气孔位于坩埚盖板的中心。
本实用新型实施方式中，坩埚盖板为钼板或碳化硅板。在本实用新型中，坩埚盖板与铸锭过程中产生的SiO不发生反应，避免了CO的生成和硅锭中碳含量的增加。
实施例1
提供如图3和图4所示的坩埚护板、坩埚和陶瓷板，形成多晶硅铸锭装置，其中坩埚护板的顶部设置有多个第一通气孔，陶瓷板上设置有与第一通气孔贯通的第二通气孔。
将400kg硅料装于坩埚中，并添加硼母合金；安装坩埚护板，将陶瓷板置于坩埚侧壁的顶面上。将装好硅料的坩埚送入铸锭炉内，对铸锭炉进行抽空、检漏等，运行铸锭炉将温度加热至1450℃-1550℃，以保证硅料熔化并确保籽晶预留层高度；降低铸锭炉温度，将长晶温度控制在1410℃-1440℃之间，同时保持0.5cm\/h的速度打开隔热笼，使熔化的硅料从底部籽晶处开始结晶生长，维持定向凝固至长晶结束，最后经过退火冷却等完成铸锭。
实施例2
提供如图5和图6所示的坩埚护板、坩埚和陶瓷板，形成多晶硅铸锭装置，其中坩埚护板的顶部设置有多个第一凹形通气槽，陶瓷板上设置有与第一通气孔对应的第一凹形通气槽。
将600kg硅料装于坩埚中，并添加硼母合金；安装坩埚护板，将陶瓷板置于坩埚侧壁的顶面上。将装好硅料的坩埚送入铸锭炉内，对铸锭炉进行抽空、检漏等，运行铸锭炉将温度加热至1450℃-1550℃，以保证硅料熔化并确保籽晶预留层高度；降低铸锭炉温度，将长晶温度控制在1410℃-1440℃之间，同时保持1cm\/h的速度打开隔热笼，使熔化的硅料从底部籽晶处开始结晶生长，维持定向凝固至长晶结束，最后经过退火冷却等完成铸锭。
对比例1
提供坩埚护板和坩埚，形成多晶硅铸锭装置。
将400kg硅料装于坩埚中，并添加硼母合金；安装坩埚护板。将装好硅料的坩埚送入铸锭炉内，对铸锭炉进行抽空、检漏等，运行铸锭炉将温度加热至1450℃-1550℃，以保证硅料熔化并确保籽晶预留层高度；降低铸锭炉温度，将长晶温度控制在1410℃-1440℃之间，同时保持0.5cm\/h的速度打开隔热笼，使熔化的硅料从底部籽晶处开始结晶生长，维持定向凝固至长晶结束，最后经过退火冷却等完成铸锭。
效果实施例
将实施例1和对比例1制得的硅锭进行检测，发现实施例1制得的硅锭的碳含量明显小于对比例1制得的硅锭中的碳含量。观察硅锭表面的亮度，结果如图7所示，其中图7中(a)为实施例1制得的硅锭，图7中(b)为对比例1制得的硅锭，可以看出对比例1的硅锭由于碳含量较多，在长晶过程中，碳元素集中在一起，当碳含量超过饱和度时，生成碳化硅，使得硅锭中碳元素含量多的部分表面偏暗，整体亮度不均一；而实施例1中，由于存在陶瓷板，减少了硅锭中碳元素的含量，制得的硅锭偏亮，整体亮度均一。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920068075.1
申请日:2019-01-15
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:授权编号:CN209619505U
授权时间:20191112
主分类号:C30B 29/06
专利分类号:C30B29/06;C30B28/06
范畴分类:25P;
申请人:赛维LDK太阳能高科技（新余）有限公司
第一申请人:赛维LDK太阳能高科技（新余）有限公司
申请人地址:338004江西省新余市高新技术产业园区
发明人:罗鸿志;何亮
第一发明人:罗鸿志
当前权利人:赛维LDK太阳能高科技（新余）有限公司
代理人:郝传鑫;熊永强
代理机构:44202
代理机构编号:广州三环专利商标代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计