铸造大尺寸硅锭的方法.pdf

(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(10)申请公布号CNCN103668427103668427A(43)申请公布日2014.03.26(21)申请号201310677131.9(22)申请日2013.12.13(71)申请人英利集团有限公司地址071051河北省保定市朝阳北大街3399号(72)发明人潘家明何广川陈艳涛李孟(74)专利代理机构石家庄国为知识产权事务所13120代理人米文智(51)Int.Cl.C30B11/00(2006.01)C30B28/06(2006.01)C30B29/06(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书5页说明书5页附图3页附图3页(54)发明名称铸造大尺寸硅锭的方法(57)摘要本发明公开了一种铸造大尺寸硅锭的方法，涉及硅锭的制造方法技术领域。包括以下步骤：（1）对G5铸锭炉的热场进行改造，改造后的热场符合安装G6铸锭炉底板、侧板和坩埚的要求，然后在热场内安装G6铸锭炉底板、侧板以及坩埚；（2）加热；（3）熔化；（4）结晶；（5）退火；（6）冷却。所述方法在不改变加热器、散热装置等大件热场部件的前提下，实现了热场升级，最大化的释放精功500N型铸锭炉产能，同时，所述方法改造成本低，不破坏热场原有加热结构，对热场部件不存在破坏性伤害，在适当生产需求下还可将热场直接改成G5小尺寸硅锭热场，使用方便。CN103668427ACN10368427ACN103668427A权利要求书1/2页1.一种铸造大尺寸硅锭的方法，其特征在于包括以下步骤：（1）对G5铸锭炉的热场进行改造，改造后的热场符合安装G6铸锭炉底板、侧板和坩埚的要求，然后在热场内安装G6铸锭炉底板、侧板以及坩埚；（2）加热：将硅料装在坩埚内，将加热器的功率缓慢提升，加热硅料至完全熔融状态，当顶部测温点温度达到1150℃±20℃时跳转至熔化阶段；（3）熔化：加热器功率自动调整，将铸锭炉顶部测温点的温度逐步提升至1540℃±20℃，使坩埚底部硅液开始准备结晶；（4）结晶：将百叶窗逐步打开至最大开度90°，保持稳定的硅液结晶速率，自动调整铸锭炉的功率，并逐步将顶部测温点的温度降低至1355℃±20℃；（5）退火：关闭百叶窗，首先自动调整功率逐步将顶部测温点的温度降至1330℃±20℃，然后将铸锭炉的功率设定到20%，自动调整热场的温度；（6）冷却：关闭炉体内的加热器并逐步打开百叶窗至最大开度90°，将硅锭进行冷却。2.根据权利要求1所述的铸造大尺寸硅锭的方法，其特征在于：步骤（1）包括：1）去掉G5铸锭炉原有隔热挡板（8），保证热场内有足够的空间；2）去掉百叶窗（5）上部的隔热碳毡（13），增加铸锭炉热场内部散热窗口面积；3）将热场顶部测温点外移50mm-70mm，保证G6铸锭炉的石墨侧面护板不会与热电偶刮蹭；4）将G5铸锭炉内的石墨侧面护板（2）、石墨底板（9）和石英坩埚（1）更换为G6铸锭炉的石墨侧面护板、石墨底板和石英坩埚。3.根据权利要求1所述的铸造大尺寸硅锭的方法，其特征在于：所述加热步骤分为五个阶段，第一阶段持续时间10分钟，顶部加热器功率输出10%，百叶窗开度为0°，自动调整热场内的温度；第二阶段持续时间30分钟，顶部加热器功率输出30%，百叶窗开度为0°；第三阶段持续时间30分钟，顶部加热器功率输出60%，百叶窗开度为0°；第四阶段持续时间30分钟，顶部加热器功率输出定80%，百叶窗开度为0°；第五阶段持续时间6小时，顶部加热器功率输出80%，百叶窗开度为0°，直到顶部测温点温度到达1150℃±20℃，自动跳转到熔化阶段。4.根据权利要求1所述的铸造大尺寸硅锭的方法，其特征在于：所述熔化步骤分为四个阶段，第一阶段持续时间2.5小时，自动调整功率，控制顶部测温点温度为1150℃±20℃，百叶窗开度为0°；第二阶段持续时间3.5小时，自动调整功率，控制顶部测温点温度为1350℃±20℃，百叶窗开度为0°；第三阶段持续时间4小时，自动调整功率，控制顶部测温点温度为1550℃±20℃，百叶窗开度为0°；第四阶段持续时间15小时，自动调整功率，控制顶部测温点温度为1550℃±20℃，百叶窗开度为0°，当操作人员判断硅料完全熔化后手动调整至结晶阶段。5.根据权利要求1所述的铸造大尺寸硅锭的方法，其特征在于：所述结晶分为九个阶段，第一阶段持续时间30分钟，自动调整功率，将顶部测温点的温度控制在1420℃±20℃，百叶窗开度为25°；第二阶段持续时间30分钟，自动调整功率，将顶部测温点的温度控制在1420℃±20℃，百叶窗开度为35°；第三阶段持续时间3小时，自动调整功率，将顶部测温点的温度控制在1405℃±20℃，百叶窗开度为45°；第四阶段持续时间4小时，自动调整功率，将顶部测温点的温度控