[发明专利]一种制备准单晶硅的铸锭炉及制备准单晶硅的方法

权利要求书

1.一种制备准单晶硅的铸锭炉，其特征在于：包括炉体（1）、坩埚（2）、石墨柱（3）；石墨柱（3）安装在炉体（1）底部，坩埚（2）安装在石墨柱（3）上，炉体（1）和坩埚（2）有导流筒（8）相连；炉体（1）和坩埚（2）之间设有隔热装置（4）；坩埚（2）外部设置有加热装置（5）；坩埚底部设置有热交换装置（6）；热交换装置（6）上有冷气管（61）和热气管（62）与热交换器（7）连接。

2.根据权利要求1所述的铸锭炉，其特征在于：所述的热交换装置（6）中冷气由中部进入，进入5×5矩阵或6×6矩阵的分流口，由边缘流出。

3.一种制备准单晶硅的方法，它是在权利要求1或2所述的铸锭炉中完成准单晶硅的生长。

4.根据权利要求1所述的准单晶硅的制备方法，它包括如下步骤：

a、装料：将包含籽晶的原料放入坩埚中，其中籽晶平铺在坩埚底部，在籽晶上部放置原生多晶硅以及掺杂元素，将电阻率调节至1.5Ω.cm；

b、加热：在9个小时内将坩埚温度升至1412-1550℃；

c、熔化：保持坩埚顶部温度1412-1550℃，开启热交换器的气体阀门，在2小时内将气体流量升为30SLM，且持续供应气体，坩埚底部温度调至1390-1410℃，整个融化过程持续8-10小时；

d、长晶：保持坩埚顶部温度1412-1550℃，坩埚底部气体流量在半小时内从30SLM增加至65SLM，底部温度从1390-1410℃迅速降低至1356-1370℃，整个长晶过程持续23-25小时；

e、关闭热交换器的气体阀门，坩埚在1356-1370℃退火、冷却，即得准单晶硅锭。

5.根据权利要求4所述的准单晶硅的制备方法，其特征在于：步骤a所述的掺杂元素为硼。

6.根据权利要求4所述的准单晶硅的制备方法，其特征在于：步骤b所述的坩埚温度为1550℃。

7.根据权利要求4所述的准单晶硅的制备方法，其特征在于：c步骤所述的顶部温度为1430℃；所述的坩埚底部温度为1410℃。

8.根据权利要求4所述的准单晶硅的制备方法，其特征在于：所述的d步骤为：保持顶部温度1430℃，底部气体流量由30SLM在半小时内增加至65SLM，此时底部温度由1410℃迅速降低至1356℃，整个长晶过程持续24小时。

9.根据权利要求4所述的准单晶硅的制备方法，其特征在于：所述的e步骤在1370℃退火2小时、并冷却10小时即得准单晶硅锭。