[发明专利]晶体碎料拉制硅芯的方法及简易装置

说明书

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：