CN211393876U - 多晶硅硅芯制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多晶硅硅芯制备装置，其包括硅芯炉和区熔加热装置，区熔加热装置包括加热组件和调节组件，加热组件包括加热线圈和加热片，加热线圈和加热片设置在硅芯炉的炉体内，所述加热片与所述加热线圈相匹配并能够对所述硅芯母料进行加热，进而在所述硅芯母料表面形成区熔；所述调节组件设置在所述硅芯炉的炉体外部，所述调节组件与所述加热片传动连接，并能够调节所述加热片于所述炉体内的空间位置。本实用新型提供的多晶硅硅芯制备装置，可以调节加热片的空间位置，进而将硅芯母料的区熔温度稳定在一定范围之内，避免了由于温度、电流的波动问题造成故障停炉、硅芯电阻率低、硅芯碳含量高、硅芯母料炸料等问题。

Description

多晶硅硅芯制备装置

技术领域

本实用新型涉及一种硅芯制备装置，特别涉及一种多晶硅硅芯制备装置，属于多晶硅生产技术领域。

背景技术

在多晶硅生产中，由于在拉制硅芯过程中因温度、电流的影响，造成故障停炉、硅芯电阻率低、硅芯母料炸料等问题；另外石墨加热片会造成硅芯碳含量升高，加热片(石墨)的损耗严重，导致生产不稳定，成本上升，品质下降，硅芯无法使用等现象。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种多晶硅硅芯制备装置，以克服现有技术中的不足。

为实现前述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括：

本实用新型实施例提供了一种多晶硅硅芯制备装置，其包括硅芯炉和区熔加热装置，所述区熔加热装置包括加热组件和调节组件，所述加热组件包括加热线圈和加热片，所述加热线圈和加热片设置在硅芯炉的炉体内，所述加热片设置在所述加热线圈与被置于炉体内的硅芯母料之间，且所述加热片与所述加热线圈相匹配并能够对所述硅芯母料进行加热，进而在所述硅芯母料表面形成区熔；

所述调节组件设置在所述硅芯炉的炉体外部，所述调节组件与所述加热片传动连接，并能够调节所述加热片于所述炉体内的空间位置。

进一步的，所述调节组件包括第一调节件和第二调节件，所述第一调节件和第二调节件均与所述加热片传动连接，其中，所述第一调节件用于驱使所述加热片沿第一平面运动，进而调节所述加热片与加热线圈中心的相对位置；所述第二调节件用于驱使所述加热片沿第二平面运动，进而调节所述加热片与所述加热线圈硅芯母料之间的间距。

进一步的，所述第一平面为竖直面，所述第二平面为水平面。

进一步的，所述调节组件经一金属杆与所述加热片连接。

更进一步的，所述第一调节组件包括沿第一平面设置的升降机构以及与所述升降机构活动配合的滑块，所述加热片与所述滑块固定连接，所述滑块还与一调节旋钮连接。

更进一步的，所述第二调节组件包括调节螺杆以及与所述调节螺杆传动连接的双摇杆机构，所述双摇杆机构与所述加热片连接。

更进一步的，所述双摇杆机构还与所述滑块固定连接。

更进一步的，所述调节旋钮和调节螺杆均安装在一控制轮盘上。

进一步的，所述加热线圈还与电流控制器电连接，以及，所述炉体内还设置有温度监测组件，所述温度监测组件包括温度传感器。

更进一步的，所述调节组件还包括一调节控制器，所述温度监测组件、电流控制器、第一调节件以及第二调节件均与所述调节控制器连接。

进一步的，所述加热片包括碳加热片基片以及设置在所述加热片基片表面的硅保护层，所述加热片基片包括石墨基片。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的一种多晶硅硅芯制备装置，可以根据加热线圈中的电流以及硅芯母料的区熔温度，通过调节组件对硅芯炉的炉体内的加热片的空间位置进行调节，而改变加热片与加热线圈之间的间距以及加热片与加热线圈中心的相对位置，进而将硅芯母料的区熔温度稳定在一定范围之内，避免了由于温度、电流的波动问题造成故障停炉、硅芯电阻率低、硅芯碳含量高、硅芯母料炸料等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一典型实施案例中一种多晶硅硅芯制备装置的结构示意图；

图2是本实用新型一典型实施案例中多晶硅硅芯制备装置的部分结构示意图。

具体实施方式

鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本实用新型的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

请参阅图1和图2，一种多晶硅硅芯制备装置，其包括硅芯炉和区熔加热装置，区熔加热装置包括加热组件和调节组件，加热组件包括电流控制器(图中未示出)、加热线圈1和加热片2，加热线圈1和加热片2设置在硅芯炉的炉体10 内，电流控制器与加热线圈1连接，加热片2与加热线圈1相匹配并能够对被置于硅芯炉的炉体内的硅芯母料进行加热，进而在所述硅芯母料表面形成区熔，其中，硅芯母料被容置在炉体10内的容器6中，或者，硅芯母料直接被置于炉体 10内，加热片2设置在加热线圈1与硅芯母料之间。

具体的，调节组件7设置在炉体10的外部，该调节组件10通过一金属杆8 与加热片2传动连接，通过调节组件7可以使加热片于水平面和竖直面内移动，进而可以调节加热片2与加热线圈1、硅芯母料之间的间距以及加热片2与加热线圈1中心位置的相对位置，进而调节硅芯母料表面区熔温度的高低，达到稳定热场的目的。

具体的，该调节组件7包括安置在控制轮盘5上的调节旋钮3和调节螺杆4，调节旋钮3和调节螺杆4经一传动组件9与金属杆8连接；

具体的，该传动组件9包括沿竖直方向设置的升降机构12以及与升降机构12活动配合的滑块11，该滑块11还经双摇杆机构13与金属杆8连接，滑块11 与还与调节旋钮连接，双摇杆机构13还与调节螺杆4连接；其中，该双摇杆机构13可以是四连杆机构。

具体的，通过调节旋钮3可以驱使滑块11沿升降机构12沿竖直方向运动，进而驱使加热片2于加热线圈和硅芯母粒之间运动；通过调节调节螺杆4驱使双摇杆结构13前后、左右移动，进而调节加热片与加热线圈中心位置的相对位置关系。

具体的，可以通过手动调节的方式调节调节旋钮3、旋转调节螺杆4，以驱使加热片运动。

具体的，在炉体10内还设置有温度传感器(图中未示出)，温度传感器用于监测加热片和/或炉体和/或硅芯母料的温度，温度传感器的数量、设置位置等可以根据具体情况进行设置。

具体的，该调节组件7还与调节控制器(图中未示出)连接，该调节控制器还与电流控制器、温度传感器连接，通过温度传感器反馈的温度信息，调节控制器可以自动控制调节旋钮3和调节螺杆4对加热片的位置进行调节，另外，调节控制器还可以通过电流控制器调节加热线圈中的电流，进而在硅芯母料表面达到区熔加热的效果，而防止炉体以及硅芯母料表面的温度过高而导致硅芯母料炸料的问题发生。

具体的，该加热片2可以包括碳加热片基片以及设置在所述加热片基片表面的硅保护层，其中，该加热片基片包括石墨基片。具体的，在加热过程中，镀硅加热片不释放碳等污染杂质，不影响硅芯本身质量。

具体的，其中的电流控制器、调节控制器以及温度传感器等均可以采用本领域人员已知的器件，其均可以通过市购获得。

具体的，将硅芯母料置于硅芯炉的炉体内，并将加热片基片(例如石墨)在表面均匀镀一层一定厚度的硅作为保护层，保护层经加热片基片完全包裹起来，将加热片置于炉体内并固定到金属杆的一端，将加热线圈通电加热，加热片与加热线圈相配合对硅芯母料进行加热；在加热到一预设的温度后，调节加热片的高度和距离，进而在硅芯母料的表面形成区熔，并进一步压放仔晶拉制硅芯，采用这种方法能够有效的控制硅芯的碳含量、电阻率等参数，且使得硅芯炉单炉产量大大提升，进而降低了生产成本。

本实用新型通过将碳化硅加热片设置在硅芯炉里，根据温度的升高手动(自动)调节加热片与线圈的距离，在硅芯料的表面达到区熔加热的效果，满足加工硅芯的生产需要，相比现有技术中，生产出的硅芯质量不合格，故障停炉导致生产效率不高，根据本实用新型的区熔加热装置极大降低故障停炉的现象，生产出的硅芯碳含量较低，减少了硅芯的浪费，提高了生产效率。

本实用新型提供的一种多晶硅硅芯制备装置，其中采用加热线圈对加热片进行感应加热，而在加热片周围产生高温区，通过提调节调节组件而调节加热片的位置，进而使硅芯母料位于加热片的高温区内，最终在硅芯母料表面达到区熔温度，使硅芯母料熔化，调节加热片与加热线圈中心的距离，能够压放籽晶，同时保持区熔温度稳定；进一步的通过加热片的位置调整，调节区熔温度高低，达到稳定热场的作用。

本实用新型实施例提供的一种多晶硅硅芯制备装置，可以根据加热线圈中的电流以及硅芯母料的区熔温度，通过调节组件对硅芯炉的炉体内的加热片的空间位置进行调节，而改变加热片与加热线圈之间的间距以及加热片与加热线圈中心的相对位置，进而将硅芯母料的区熔温度稳定在一定范围之内，避免了由于温度、电流的波动问题造成故障停炉、硅芯电阻率低、硅芯碳含量高、硅芯母料炸料等问题。

应当理解，上述实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多晶硅硅芯制备装置，其特征在于包括硅芯炉和区熔加热装置，所述区熔加热装置包括加热组件和调节组件，所述加热组件包括加热线圈和加热片，所述加热线圈和加热片设置在硅芯炉的炉体内，所述加热片设置在所述加热线圈与被置于炉体内的硅芯母料之间，且所述加热片与所述加热线圈相匹配并能够对所述硅芯母料进行加热，进而在所述硅芯母料表面形成区熔；

所述调节组件设置在所述硅芯炉的炉体外部，所述调节组件与所述加热片传动连接，并能够调节所述加热片于所述炉体内的空间位置。

2.根据权利要求1所述的多晶硅硅芯制备装置，其特征在于：所述调节组件包括第一调节件和第二调节件，所述第一调节件和第二调节件均与所述加热片传动连接，其中，所述第一调节件用于驱使所述加热片沿第一平面运动，进而调节所述加热片与加热线圈中心的相对位置；所述第二调节件用于驱使所述加热片沿第二平面运动，进而调节所述加热片与所述加热线圈、硅芯母料之间的间距。

3.根据权利要求2所述的多晶硅硅芯制备装置，其特征在于：所述第一平面为竖直面，所述第二平面为水平面。

4.根据权利要求2所述的多晶硅硅芯制备装置，其特征在于：所述调节组件经一金属杆与所述加热片连接。

5.根据权利要求4所述的多晶硅硅芯制备装置，其特征在于：所述第一调节组件包括沿第一平面设置的升降机构以及与所述升降机构活动配合的滑块，所述加热片与所述滑块固定连接，所述滑块还与一调节旋钮连接。

6.根据权利要求5所述的多晶硅硅芯制备装置，其特征在于：所述第二调节组件包括调节螺杆以及与所述调节螺杆传动连接的双摇杆机构，所述双摇杆机构还与所述滑块、加热片连接。

7.根据权利要求6所述的多晶硅硅芯制备装置，其特征在于：所述调节旋钮和调节螺杆均安装在一控制轮盘上。

8.根据权利要求2所述的多晶硅硅芯制备装置，其特征在于：所述加热线圈还与电流控制器电连接，以及，所述炉体内还设置有温度监测组件，所述温度监测组件包括温度传感器。

9.根据权利要求8所述的多晶硅硅芯制备装置，其特征在于：所述调节组件还包括一调节控制器，所述温度监测组件、电流控制器、第一调节件以及第二调节件均与所述调节控制器连接。

10.根据权利要求1所述的多晶硅硅芯制备装置，其特征在于：所述加热片包括碳加热片基片以及设置在所述加热片基片表面的硅保护层，所述加热片基片包括石墨基片。

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