[实用新型]一种多晶硅铸锭用坩埚

说明书

技术领域

本实用新型涉及多晶硅铸锭领域，尤其涉及一种多晶硅铸锭用坩埚。 

背景技术

目前，多晶硅锭的制备方法主要为采用GT Solar所提供的定向凝固系统法（简称DSS）炉晶体生长技术，该方法通常包括加热、融化、凝固长晶、退火和冷却等步骤。在凝固长晶的过程中，伴随着坩埚底部的持续冷却，熔融状态的硅料自发形成随机形核并且随机形核逐渐生长。但由于初始形核没有得到控制，形核过程中容易产生位错，导致晶向无规律，晶界不规则，晶粒不均匀（从微米级到十几厘米都有），因此通过该方法制备得到的多晶硅锭转换效率不高，质量较低。 

针对上述制备方法中容易产生位错的问题，日本学者FUJUWALA以及台湾学者南崇文提出了以枝晶方式生长晶粒的方法。其方法为在初始形核时提高过冷度，使得硅料主要以枝晶方式生长，晶向控制为（110）以及（112），所长成的晶粒较大，一般为数厘米，并以狭长型为主。尽管通过该方法制得的多晶硅锭初始位错少，增殖也慢，但存在以下缺点：（1）晶粒以枝晶方式横向生长的速度快，不同的枝晶容易相互挤压，产生应力和缺陷；（2）生长制得的晶粒较大，一旦大晶粒内部有位错，很容易在整个大晶粒内部扩展，并占据整个晶粒；（3）枝晶方式生长放热，较大的晶粒在生长过程中释放的热量易影响周围其它晶粒生长所需的过冷度，导致其它晶粒不易生长，因此该方法不适用于大尺寸工业。 

在多晶炉铸锭时，通常采用陶瓷坩埚或石英坩埚来盛装熔融硅液，使得熔 融硅液在坩埚中冷却、退火和结晶。 

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型旨在提供一种多晶硅铸锭用坩埚，使用该坩埚制得的多晶硅晶粒大小均匀、规则、位错密度低且无明显的枝晶和孪晶。 

本实用新型提供了一种多晶硅铸锭用坩埚，该坩埚包括本体和形核源层，本体包括底座及由底座向上延伸的侧壁，底座和侧壁共同围成一收容空间，形核源层附着在本体底座朝向收容空间的一面，形核源层选自硅粉涂层、碳化硅粉涂层、石英粉涂层和碳粉涂层中的一种。 

本实用新型多晶硅铸锭用坩埚与现有技术中设置有氮化硅涂层的坩埚无论是涂层材料的选择还是设置涂层的目的都不同。 

本实用新型多晶硅铸锭用坩埚具有形核源层，其形核源有利于熔融状态的硅料迅速形核。 

而现有技术中设置有氮化硅涂层的坩埚主要用以隔断熔融硅液与坩埚本体侧壁的直接接触，从而避免坩埚本体的主要成分二氧化硅与熔融硅液中的硅发生化学反应引起的粘埚现象，从而避免脱模困难甚至硅锭和坩埚破裂的问题，以及避免相关化学反应的产物和坩埚本体中存在的杂质对熔融硅液造成污染。 

优选地，本实用新型多晶硅铸锭用坩埚的侧壁朝向收容空间的一面设置有氮化硅涂层。此外，本实用新型多晶硅铸锭用坩埚本体底座朝向收容空间的一面设置也可设有氮化硅涂层，形核源层附着在该氮化硅涂层表面。 

本实用新型提供的多晶硅锭及其制备方法、多晶硅片和多晶硅铸锭用坩埚，具有以下有益效果：多晶硅铸锭用坩埚具有形核源层，其形核源有利于熔融状态的硅料迅速形核。 

附图说明

图1为本实用新型实施例一多晶硅铸锭用坩埚的示意图。 

具体实施方式

以下所述是本实用新型的优选实施方式，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。 

实施例一 

图1为本实用新型实施例一多晶硅铸锭用坩埚的示意图。如图1所示，一种多晶硅铸锭用坩埚，该坩埚包括本体1和形核源层2，本体1包括底座及由底座向上延伸的侧壁，底座和侧壁共同围成一收容空间，形核源层2附着在本体1底座朝向收容空间的一面，形核源层2为硅粉和氮化硅的混合物形成的涂层，该形核源层2通过涂布的方式设置，坩埚的侧壁朝向收容空间的一面设置有氮化硅涂层3。 

实施例二 

一种多晶硅铸锭用坩埚，该坩埚包括本体和形核源层，本体包括底座及由底座向上延伸的侧壁，底座和侧壁共同围成一收容空间，形核源层附着在本体底座朝向收容空间的一面，形核源层为碳化硅粉和氮化硅的混合物形成的涂层，该形核源层通过喷涂的方式设置。 

实施例三 

一种多晶硅铸锭用坩埚，该坩埚包括本体和形核源层，本体包括底座及由底座向上延伸的侧壁，底座和侧壁共同围成一收容空间，形核源层附着在本体底座朝向收容空间的一面，形核源层为石英粉和氮化硅的混合物形成的涂层，该形核源层通过喷涂的方式设置。 

实施例四