多晶硅铸锭用坩埚烧结炉的设计.pdf

电子工业专用设备
EPEEquipmentforElectronicProductsManufacturing·本期专题·

多晶硅铸锭用坩埚烧结炉的设计

陈特超，李军阳，刘松，罗亮

(中国电子科技集团公司第四十八研究所，湖南长沙410111)

摘要：多晶硅铸锭时是将硅材料放在一个耐高温容器即坩埚中将硅料熔化、冷却、长晶的过
程。装硅料的容器必须耐高温，不挥发，一般采用氧化硅陶瓷制造。为了保证硅锭的纯度，在硅料
放入前需在坩埚内表面喷涂一层隔离材料,然后将此材料与坩埚在高温下形成一体。坩埚烧结炉
就是将此喷涂物与坩埚烧结起来，形成牢固的隔离层。本文介绍了设计方法,提供了详细设计计
算过程,介绍了设备的特点,并结合实际使用情况给出了测试数据。
关键词：多晶硅；铸锭；坩埚；喷涂；烧结炉；实验
中图分类号：TF806.9文献标识码：B文章编号：1004-4507(2009)08-0009-04

DesignofCrucibleSinteringFurnaceforPolysiliconIngot

CHENTechao,LIJunyang,LIUSong,LUOLiang

(The48thResearchInstituteofCETC,Changsha410111,China)

Abstract:Theprocessofthepolycrystallinesiliconingotsisthatthesiliconmaterialisplacedintoa
high-temperaturecrucibleformakingthemmelt,coolingandcrystaling.Thiskindofcrucibleismadefrom
siliconoxideceramicwiththeabilityofhigh-temperatureresistanceandnon-volatile.Inordertoensurethe
purityofsiliconingots,alayerisolationmaterialissprayedontheinnersurfaceofcruciblebeforeputtingthe
siliconmaterialinit,andthentheisolationmaterialandthecrucibleareintegratedasoneathightempera-
ture.Thefunctionofthecrucible-sinteringfurnaceistointegratetheisolationmaterialandthecrucibleasa
reliableisolatedlayer.Inthispaper,thedesignandcalculationmethodforthecrucible-sinteringfurnaceis
introduced,andthecharacteristicsofequipmentcombiningwiththetestdataarealsogiven.
Keywords:Polysilicon;Ingot;Crucible;Spraying;SinteringFurnace;Experimental

坩埚烧结炉是一种热工设备。它主要采用电阻的发展，硅片需求呈爆炸式的增长[1]，对坩埚烧结炉
丝加热，耐火材料隔热、保温。其工作方式为间歇式的产能也提出了更高的要求，本设备就是为满足产
作业，要求升温快，保温时间长，一般一个工作周期能要求而开发的，一次可烧结6个坩埚，它比以前的
为24h，为常压常态工作模式。由于太阳能电池产业设备更节能，更实用。本文主要介绍了其设计过程。
收稿日期：2009-08-06
作者简介：陈特超（1962-），男，高级工程师。主要从事半导体及太阳能电池生产装备的开发.获国家科技进步奖2项,实用新
型发明专利4项。

Aug．2009（总第175期）9
电子工业专用设备
·本期专题·EquipmentforElectronicProductsManufacturingEPE

1炉体内空尺寸的确定设备及炉架等。炉体结构设计以满足下列要求为
原则[3]：
工件及坩埚尺寸为：890mm×890mm×
顶抽风系统
420mm，侧面壁厚15mm，底板厚20mm，高度
方向一端敞口，材料为石英陶瓷，单个坩埚质量铰链
加热炉丝
约
100kg。坩埚
坩埚侧立成直线置于载埚小车上，一次摆放
送风系统
6个坩埚，坩埚间隙50mm。炉体前门可打开，小送风风机
车从前面推入加热炉内。炉丝穿绕在瓷管上挂载
炉体侧壁上，炉丝与工件间留出适当距离，据此可电控柜载埚小车
计算出炉体内腔尺寸为：3500mm×1250mm×
加热炉体
132