專利名稱：一種c形硅芯的拉制方法
一種C形硅芯的拉制方法
技術領域：
本發明涉及一種C形硅芯，具體地說本發明涉及一種多晶硅或其它晶體材料的C形娃芯的拉制方法。
背景技術：
已知的，在西門子法生產多晶硅的過程中硅芯搭接技術是一項非常重要的技術，它主要應用于多晶硅生產的一個環節、即還原反應過程。所述的還原反應過程的原理是:還原反應是在一個密閉的還原爐中進行的，在裝爐前先在還原爐內用硅芯搭接成若干個閉合回路，也就是行話中的“搭橋”；每個閉合回路都由兩根豎硅芯和一根橫硅芯形成“Π”字形結構；每一個閉合回路的兩個豎硅芯分別接在爐底上的兩個電極上，兩個電極分別接直流電源的正負極，然后對硅芯進行加熱，加熱中一組搭接好的硅芯相當于一個大電阻，然后向密閉的還原爐內通入氫氣和三氯氫硅，開始進行還原反應；這樣，所需的多晶硅就會在硅芯表面生成。以上所述就是硅芯及其搭接技術在多晶硅生產中的應用。在現有的西門子法生產多晶硅的過程中，由于所使用的硅芯直徑通常為Φ8πιπι左右的實心硅芯或經過線切割 形成的方硅芯，搭接好的硅芯在正常還原反應過程中，生成的娃不斷沉積在娃芯表面，娃芯的表面積也越來越大，反應氣體分子對沉積面(娃芯表面)的碰撞機會和數量也隨之增大，當單位面積的沉積速率不變時，表面積愈大則沉積的多晶硅量也愈多；因此在多晶硅生長時，還原反應時間越長，硅芯的直徑越大，多晶硅的生長效率也越高，這樣不僅可以大大提高生產效率，同時也降低了生產成本；但是現有的實心硅芯或方硅芯在還原中，都無法很好的克服由于搭接“實心硅芯或方硅芯”的硅芯強度較低，由此導致還原過程中所產生的硅芯倒伏現象，給生產帶來不必要的麻煩和成本的增加；硅芯所述的倒伏現象是指硅芯在密閉的容器內進行生長，由于實心圓硅芯或方硅芯本身工藝所帶來的后果是:I)、實心硅芯；實心硅芯的直徑通常在8 10麗左右，由8 10麗生長至120 150麗為例，開始時生長較為緩慢，后期隨著直徑的加大，生長速度也隨之加快；如果直接采用大直徑的實心硅芯，則會造成硅芯本體的重量增加；并且在大直徑實心硅芯的拉制過程中，由于要得到較大直徑的硅芯，拉制速度要控制到很慢，生產效率低下；且生長過程中由于直徑較大，拉直難度極高，并且每次僅可以少量的拉制，也就是拉制根數必將受到限制，對于加大直徑問題現有技術中還有很多難點無法克服，同時大直徑硅芯拉制所消耗的電能和保護性氣體也隨之增加，同時大直徑硅芯還不便于后續加工和搬運；2)、方娃芯；目前市場上出現了線切割的方硅芯，由于是在線切割過程中，晶體受到金剛石線切割中的微震，使得成品方硅芯內出現較多肉眼難以察覺的微小裂痕，在硅芯生長通電的瞬間對于裂痕的沖擊較大，使得硅芯生長過程中斷裂或倒塌量大幅度增加，輕者導致該組硅芯無法生長，嚴重時導致停爐；那么采用大直徑的硅芯進行搭接來實現多晶棒的快速生長及提高硅芯自身的強度就成了一個本領域技術人員難以克服的技術壁壘；然，對于如何加大硅芯直徑也是本領域技術人員的長期訴求。

發明內容為了克服背景技術中的不足，本發明公開了一種C形硅芯的拉制方法，本發明所述C形硅芯在后續使用中，有效克服了現有實心方或圓硅芯直徑較小的弊端，由相同重量的C形硅芯或略大于實心硅芯的C形硅芯，實現多晶棒的快速生長目的，本發明拉制硅芯的方法使用較為簡單，大量節約了企業成本。為了實現上述發明的目的，本發明采用如下技術方案:一種C形硅芯的拉制方法，包括用于融化晶體的坩堝和加熱套；用于拉制C形硅芯的模板結構；所述用于融化晶體的坩堝和加熱套，在坩堝的外部間隔設有加熱套，坩堝的下部設有支撐體，模板設置在坩堝內，所述模板的模板上面設有C形槽，C形槽內設有貫通模板下部面的液體晶體通路；對應模板上面C形槽的籽晶夾頭上設有C形籽晶；所述拉制方法包括如下步驟:A、前期準備:把干凈的晶體料放入坩堝，所述晶體料的高度不得超出模板的模板上面，將晶體料平整壓實，然后將模板放置在坩堝內，所述模板的外緣面或上部面與定位機構連接，所述模板與定位機構隨動；坩堝的支撐體使所述坩堝獨立且不與加熱套接觸；B、晶體料的融化:開啟加熱套對坩堝進行加熱至坩堝內的晶體料融化，所述的晶體料融化為液體；C、拉制娃芯:籽晶夾頭帶著C形籽晶下降，C形籽晶的籽晶下端插入相匹配模板的C形槽中并插入C形槽內熔化的晶體料液體中，然后提升C形籽晶，坩堝內熔化的晶體料液會跟隨C形籽晶上升，脫離了模板的C形槽晶體結晶形成C形硅芯；D、通過上述步驟晶體料液體便形成了一個新的C形硅芯體，所述C形籽晶在籽晶夾頭夾帶下緩慢上升，便可形成所需長度的成品C形硅芯；E、重復上述步驟便可實現多次晶體拉制過程的C形硅芯拉制。所述的C形硅芯的拉制方法，步驟C中所述的提升C形籽晶速度應當控制所述C形硅芯的兩個邊厚度均勻。所述的C形硅芯的拉制方法，所述坩堝與加熱套之間的間距為3 10公分。所述的C形硅芯的拉制方法，所述模板為鎢、鑰、石墨中任一熔點高于晶體熔點的材質制作；所述模板的外緣為圓形或多角形。所述的C形硅芯的拉制方法，在模板的模板上面設置的C形槽相對的模板下面上設有C形通路，所述C形通路是C形槽下部打有多個貫通至模板下部面的孔，由所述孔形成液體晶體通路。所述的C形硅芯的拉制方法，所述C形通路是C形槽下部打有多個貫通至模板下部面的孔的另一替換結構為C形槽直接貫通 至模板的下部面。所述的C形硅芯的拉制方法，所述C形槽直接貫通至模板的下部面，在C形槽的下部設有至少一個C形槽槽壁相互連接的加固點。
所述的C形硅芯的拉制方法，所述模板的模板上面設置的C形槽為至少一個。所述的C形硅芯的拉制方法，所述模板的模板上面設置的C形槽為C形或具有開口的圓形或具有開口的多角形。所述的C形硅芯的拉制方法，模板的外緣面或上部面與定位機構連接，所述定位機構與加熱套連接，加熱套為具有上移或下移的動態設置。由于采用上述技術方案，本發明具有如下優越性:本發明所述的C形硅芯的拉制方法，由于在模板上設置了 C形槽，并且通過對應C形槽的上方設置了籽晶夾頭，在籽晶夾頭所夾持的C形籽晶由所述C形槽內牽引出的液體晶體變冷后形成所需的C形硅芯，也就是C形硅芯，所述C形硅芯在后續使用中，有效克服了現有實心方或圓硅芯直徑較小的弊端，由相同重量的C形硅芯或略大于實心硅芯的C形硅芯，實現多晶棒的快速生長目的，本發明拉制硅芯的方法使用較為簡單，大量節約了企業的生廣成本，而且人工綜合成本也相對較低，可有效的提聞生廣效率等優點，易于在多晶娃行業推廣實施。

圖1是本發明的結構示意圖；圖2是本發明的模板結構示意圖；圖3是圖2的向視圖；在圖中:1、C形籽晶；2、C形硅芯；3、定位機構；4、模板上面；5、坩堝；6、加熱套；7、晶體；8、支撐體；9、C形槽；10、加固點；11、模板。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明進行進一步的說明；下面的實施例并不是對于本發明的限定，僅作為支持實現本發明的方式，在本發明所公開的技術框架內的任意等同結構替換，均為本發明的保護范圍；結合附圖1或2或3所述的C形硅芯的拉制方法，包括用于融化晶體7的坩堝5和加熱套6 ;用于拉制C形硅芯2的模板11結構；所述用于融化晶體7的坩堝5和加熱套6，在坩堝5的外部間隔設有加熱套6，坩堝5的下部設有支撐體8，模板11設置在坩堝5內，所述模板11的模板上面4設有C形槽9，C形槽9內設有貫通模板11下部面的液體晶體通路；對應模板上面4C形槽9的籽晶夾頭上設有C形籽晶I ;所述拉制方法包括如下步驟:A、前期準備:把干凈的晶體7料放入坩堝5，所述晶體7料的高度不得超出模板11的模板上面4，將晶體7料平整壓實，然后將模板11放置在坩堝5內，所述模板11的外緣面或上部面與定位機構3連接，所述模板11與定位機構3隨動；坩堝5的支撐體8使所述坩堝5獨立且不與加熱套6接觸；B、晶體7料的融化:開啟加熱套6對坩堝5進行加熱至坩堝5內的晶體7料融化，所述的晶體7料融化為液體；
C、拉制硅芯:籽晶夾頭帶著C形籽晶i下降，C形籽晶I的籽晶下端插入相匹配模板11的C形槽9中并插入C形槽9內熔化的晶體7料液體中，然后提升C形籽晶1，坩堝5內熔化的晶體7料液會跟隨C形籽晶I上升，脫離了模板11的C形槽9晶體結晶形成C形硅芯2 ；D、通過上述步驟晶體7料液體便形成了一個新的C形硅芯2體，所述C形籽晶I在籽晶夾頭夾帶下緩慢上升，便可形成所需長度的成品C形硅芯2 ；E、重復上述步驟便可實現多次晶體拉制過程的C形硅芯2拉制。所述的C形硅芯的拉制方法，步驟C中所述的提升C形籽晶I速度應當控制所述C形硅芯2的兩個邊厚度均勻。所述的C形硅芯的拉制方法，所述坩堝5與加熱套6之間的間距為3 10公分。所述的C形硅芯的拉制方法，所述模板11為鎢、鑰、石墨中任一熔點高于晶體熔點的材質制作；所述模板11的外緣為圓形或多角形。所述的C形硅芯的拉 制方法，在模板11的模板上面4設置的C形槽9相對的模板下面上設有C形通路，所述C形通路是C形槽9下部打有多個貫通至模板11下部面的孔，由所述孔形成融化后晶體7的液體晶體通路。所述的C形硅芯的拉制方法，所述C形通路是C形槽9下部打有多個貫通至模板11下部面的孔的另一替換結構為C形槽9直接貫通至模板11的下部面；所述C形槽9直接貫通至模板11的下部面；考慮到強度問題，在C形槽9的下部設有至少一個C形槽9槽壁相互連接的加固點10。所述的C形硅芯的拉制方法，所述模板11的模板上面4設置的C形槽9為至少一個，且所述模板11的模板上面4設置的C形槽9為C形或具有開口的圓形或具有開口的多角形；所述C形槽9設置為多個時，相應的C形籽晶1、籽晶夾頭也設置為相同數量，實現同時拉制多根C形硅芯2。所述的C形硅芯的拉制方法，模板11的外緣面或上部面與定位機構3連接，所述定位機構3與加熱套6連接，加熱套6為具有上移或下移的動態設置；由于所述加熱套6為可以上移或下移，使得坩堝5內的晶體7可以盡可能多的被拉制為C形硅芯2。本發明未詳述部分為現有技術。為了公開本發明的目的而在本文中選用的實施例，當前認為是適宜的，但是，應了解的是，本發明旨在包括一切屬于本構思和發明范圍內的實施例的所有變化和改進。
權利要求
1.一種C形硅芯的拉制方法，包括用于融化晶體(7)的坩堝(5)和加熱套(6);用于拉制C形硅芯⑵的模板(11)結構，其特征是:所述用于融化晶體(7)的坩堝(5)和加熱套(6)，在坩堝(5)的外部間隔設有加熱套(6)，坩堝(5)的下部設有支撐體(8)，模板(11)設置在坩堝(5)內，所述模板(11)的模板上面(4)設有C形槽(9)，C形槽(9)內設有貫通模板(11)下部面的液體晶體通路；對應模板上面(4)C形槽(9)的籽晶夾頭上設有C形籽晶(I); 所述拉制方法包括如下步驟: A、前期準備: 把干凈的晶體(7)料放入坩堝(5)，所述晶體(7)料的高度不得超出模板(11)的模板上面(4)，將晶體(7)料平整壓實，然后將模板(11)放置在坩堝(5)內，所述模板(11)的外緣面或上部面與定位機構(3)連接，所述模板(11)與定位機構(3)隨動；坩堝(5)的支撐體(8)使所述坩堝(5)獨立且不與加熱套(6)接觸； B、晶體(7)料的融化: 開啟加熱套(6)對坩堝(5)進行加熱至坩堝(5)內的晶體(7)料融化，所述的晶體(7)料融化為液體； C、拉制娃芯: 籽晶夾頭帶著C形籽晶(I)下降，C形籽晶(I)的籽晶下端插入相匹配模板(11)的C形槽(9)中并插入C形槽(9)內熔化的晶體(7)料液體中，然后提升C形籽晶(1)，坩堝(5)內熔化的晶體(7)料液會 跟隨C形籽晶⑴上升，脫離了模板(11)的C形槽(9)晶體結晶形成C形硅芯⑵； D、成品C形硅芯⑵: 通過上述步驟晶體(7)料液體便形成了一個新的C形硅芯(2)體，所述C形籽晶(I)在籽晶夾頭夾帶下緩慢上升，便可形成所需長度的成品C形硅芯(2); E、重復上述步驟便可實現多次晶體拉制過程的C形硅芯(2)拉制。
2.根據權利要求1所述的C形硅芯的拉制方法，其特征是:步驟C中所述的提升C形籽晶(I)速度應當控制所述C形硅芯(2)的兩個邊厚度均勻。
3.根據權利要求1所述的C形硅芯的拉制方法，其特征是:所述坩堝(5)與加熱套(6)之間的間距為3 10公分。
4.根據權利要求1所述的C形硅芯的拉制方法，其特征是:所述模板(11)為鎢、鑰、石墨中任一熔點高于晶體熔點的材質制作；所述模板(11)的外緣為圓形或多角形。
5.根據權利要求1或4所述的C形硅芯的拉制方法，其特征是:在模板(11)的模板上面⑷設置的C形槽(9)相對的模板下面上設有C形通路，所述C形通路是C形槽(9)下部打有多個貫通至模板(11)下部面的孔，由所述孔形成液體晶體通路。
6.根據權利要求1或4所述的C形硅芯的拉制方法，其特征是:所述C形通路是C形槽(9)下部打有多個貫通至模板(11)下部面的孔的另一替換結構為C形槽(9)直接貫通至模板(11)的下部面。
7.根據權利要求6所述的C形硅芯的拉制方法，其特征是:所述C形槽(9)直接貫通至模板(11)的下部面，在C形槽(9)的下部設有至少一個C形槽(9)槽壁相互連接的加固點(10)。
8.根據權利要求1所述的C形硅芯的拉制方法，其特征是:所述模板(11)的模板上面.(4)設置的C形槽(9)為至少一個。
9.根據權利要求1所述的C形硅芯的拉制方法，其特征是:所述模板(11)的模板上面.(4)設置的C形槽(9)為C形或具有開口的圓形或具有開口的多角形。
10.根據權利要求1所述的C形硅芯的拉制方法，其特征是:模板(11)的外緣面或上部面與定位機構(3)連接，所述定位機構(3)與加熱套(6)連接，加熱套(6)為具有上移或下移的動態設置。
全文摘要
一種C形硅芯的拉制方法，包括用于融化晶體(7)的坩堝(5)和加熱套(6)；用于拉制C形硅芯(2)的模板(11)結構，所述拉制方法包括如下步驟A、前期準備，B、晶體(7)料的融化，C、拉制硅芯，D、成品C形硅芯(2)重復前述步驟便可實現多次晶體拉制過程的C形硅芯(2)拉制；本發明在后續使用中，有效克服了現有實心方或圓硅芯直徑較小的弊端，由相同重量的C形硅芯或略大于實心硅芯的C形硅芯，實現多晶棒的快速生長目的，本發明拉制硅芯的方法使用較為簡單，大量節約了企業成本。
文檔編號C30B29/66GK103160914SQ20111040821
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月9日 優先權日2011年12月9日
發明者劉朝軒, 王晨光 申請人:洛陽金諾機械工程有限公司