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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112251807A(43)申请公布日2021.01.22(21)申请号202011128486.9C30B33/02(2006.01)(22)申请日2020.10.21C01B33/03(2006.01)C01B33/035(2006.01)(71)申请人亚洲硅业(青海)股份有限公司地址810007青海省西宁市经济技术开发区金硅路1号申请人青海省亚硅硅材料工程技术有限公司(72)发明人杨明财丁小海宗冰蔡延国王体虎(74)专利代理机构广州恒成智道知识产权代理有限公司44575代理人刘挺(51)Int.Cl.C30B29/06(2006.01)C30B28/14(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称硅芯制备系统及制备方法(57)摘要本发明涉及硅芯制备系统及制备方法,属于多晶硅生产技术领域,尤其涉及硅芯制备系统及制备方法技术领域。本发明包括混合气供应单元、混合气提纯单元、混合气纯度检测单元、还原炉、硅芯制备单元以及控制系统。相对于现有技术,本发明通过设置混合气提纯单元和混合气纯度检测单元,使混合气进行提纯以及纯度检测,从而提高了多晶硅棒的纯度;同时本发明通过在还原炉设置红外摄像机和控制系统,使控制系统能通过红外摄像机实时获取硅棒表面温度、硅棒直径以及硅棒表面粗糙度,从而使还原炉能根据硅棒表面温度、硅棒直径以及硅棒表面粗糙度,调整还原炉内气相沉积反应的温度、通入的电流大小、混合气中含硅气体和氢气的混合比例以及混合气通气量。CN112251807ACN112251807A权利要求书1/2页1.硅芯制备系统,其特征在于,包括:混合气供应单元,所述混合气供应单元设有供应输出端;混合气提纯单元,所述混合气提纯单元设有供应输入端、检测输出端以及回流输入端,所述供应输入端与所述供应输出端连接;混合气纯度检测单元,所述混合气纯度检测单元设有检测输入端、沉积输出端以及回流输出端,所述检测输入端与所述检测输出端连接,所述回流输出端与所述回流输入端连接;还原炉,所述还原炉设有沉积输入端、加热装置以及用于监测硅棒的红外摄像机,所述沉积输入端与所述沉积输出端连接;硅芯制备单元,所述硅芯制备单元设有切割装置;控制系统,所述控制系统分别与所述混合气供应单元、所述混合气提纯单元、所述混合气纯度检测单元、所述还原炉以及所述硅芯制备单元电连接。2.根据权利要求1所述的硅芯制备系统,其特征在于:所述还原炉还设置有视镜口,所述视镜口与所述红外摄像机对应设置。3.根据权利要求1或2所述的硅芯制备系统,其特征在于:所述硅芯制备单元还设置有清洗装置。4.硅芯制备方法,其特征在于,使用权利要求1~3中任一项所述的硅芯制备系统,包括:步骤S1,根据含硅气体和氢气的混合比例,将含硅气体和氢气进行混合,得到混合气;步骤S2,将步骤S1中制备好的混合气通过混合气供应单元供应至混合气提纯单元;步骤S3,对混合气提纯单元内的混合气进行精馏和提纯,并将提纯后的混合气输送至混合气纯度检测单元;步骤S4,对混合气纯度检测单元内的混合气的纯度进行检测;若混合气的纯度高于或等于纯度要求值,则将混合气输送至还原炉;若混合气的纯度低于纯度要求值,则将混合气输送至步骤S3中的混合气提纯单元;步骤S6,对还原炉内的混合气进行气相沉积反应,混合气沉积生成硅棒;在硅棒生长过程中,控制系统根据硅棒直径、硅棒表面粗造度以及硅棒表面温度,调整气相沉积反应的温度、气相沉积反应通入的电流大小、含硅气体和氢气的混合比例以及混合气进气量;步骤S7,当还原炉内的硅棒的直径达到成品直径后,对硅棒进行热处理去应力,将成品硅棒输送至硅芯制备单元,热处理的温度为1300~1400℃;步骤S8,对硅芯制备单元内的成品硅棒进行切割,得到硅芯。5.根据权利要求4所述的硅芯制备方法,其特征在于:步骤S6中,当硅棒直径小于25mm时,气相沉积反应通入的电流大小为150A~450A,气相沉积反应温度为900℃~1000℃,含硅气体和氢气的混合比例为1:0.2~1:1,混合气进气量为250kg/h~350kg/h;当硅棒直径为25mm~50mm时,气相沉积反应通入的电流大小为450A~750A,气相沉积反应温度为1000℃~1100℃,含硅气体和氢气的混合比例为1:1~1:2,混合气进气量为350kg/h~550kg/h;当硅棒直径为50mm~100mm时,气相沉积反应通入的电流大小为750A~1400A,气相沉积反应温度为1100℃~1200℃,含硅气体和氢气的混合比例为1:2~1:4,混合气进气量为2CN112251807A权利要求书2/2页550kg/h~750kg/h。6.根据权利要求4所述的硅芯制备方法,其特征在于:步骤S6中,当硅棒