[发明专利]低缺陷高产出多晶硅铸锭方法及其热场结构

权利要求书

1.一种低缺陷高产出多晶硅铸锭方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将550-750kg的硅料放入480-650mm高的坩埚中，闭合整个热场空间，顶部和侧面的3个电阻加热器同时加热，其中侧面加热器分为上下两个部分；温度升高到1500℃，使硅料在十多个小时内升温融化，化料时保持压力在0.1-0.6atm，同时通入惰性保护性气体；化料结束后，提升侧壁的保温罩0-60mm，侧下加热器加热功率比例降低到0-50％，打开支撑块下的冷却装置，利用支撑块和冷却装置联合实现局部冷却，使得坩埚底部在长晶初期形成局部的成核点，即在坩埚底部形成局部横向的温度梯度，晶核往横向生长，形成较大的晶粒，该段时间控制在1-2h，完成长晶初期的晶粒扩大过程；

2)关闭支撑块下的冷却装置，同时再通过保温罩的提升和3个加热器功率比例的调整，增强底部散热，而上部硅液所需要的高温环境由顶加热器和侧上加热器来维持，控制长晶界面平坦上移，晶体逐渐向上生长，形成先横向后纵向的生长机制；

3)在长晶的后期，配合工艺要求再次打开支撑块下的冷却装置，增强底部散热，整个长晶过程在20-35h内完成；

4)长晶结束后关闭冷却装置，同时再次闭合整个保温罩，在1350℃的高温下保温1-6h，消除热应力，整个长晶和保温过程炉内压力维持在0.1-0.6atm；保温完成后再逐渐打开保温罩，使硅锭缓慢冷却，逐渐增大压力倒接近1atm，完成整个铸锭过程。

2.一种低缺陷高产出多晶硅铸锭热场结构，其特征在于：包括带吊杆的保温罩侧壁(5)和上保温板(1)，带石墨支撑杆(10)的下保温板(9)和石墨支撑块(7)；所述的支撑块(7)上放置石墨坩埚(6)以及石墨坩埚内的石英坩埚(12)，坩埚上设置有盖板(13)，盖板上设有惰性保护气体导入管(14)，坩埚盖板上方还具有连接于上保温板(1)上的顶加热器(2)，所述的坩埚周围具有连接于上保温板(1)上的侧上加热器(3)和侧下加热器(4)，3个侧加热器独立控制，顶加热器与支撑块之间的距离为580-740mm；冷却装置(8)设置在支撑块(7)下；支撑块(7)带孔洞设计；冷却装置(8)上设有冷却气体导入管(11)，与支撑块(7)联合实现局部冷却。

3.如权利要求2所述的低缺陷高产出多晶硅铸锭热场结构，其特征在于：所述的支撑块(7)的孔洞设计为所述的支撑块表面具有多个成矩阵排列的孔洞或支撑块表面具有平行设置的槽。

4.如权利要求2所述的低缺陷高产出多晶硅铸锭热场结构，其特征在于：所述的冷却装置(8)为块状或由管路排布而成。

5.如权利要求3所述的低缺陷高产出多晶硅铸锭热场结构，其特征在于：所述的支撑块(7)上的孔洞的个数为4-500个。

6.如权利要求2所述的低缺陷高产出多晶硅铸锭热场结构，其特征在于：在对应的局部冷却位置放置籽晶实现单晶诱导生长效应。