專利名稱：一種c形硅芯的拉制模板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模板，具體地說本發(fā)明涉及一種C形硅芯的拉制模板。
背景技術(shù)：
目前，硅芯在國內(nèi)使用量非常巨大；現(xiàn)有的硅芯是以區(qū)熔方式所生產(chǎn)的，其工藝過程中使用高頻線圈、仔晶夾頭來完成拉制過程，其工作原理如下:工作時(shí)通過給高頻線圈通入高頻電流，高頻感應(yīng)加熱，使高頻線圈產(chǎn)生電流對(duì)原料棒產(chǎn)生磁力線，加熱后的原料棒上端頭形成融化區(qū)，然后將仔晶插入熔化區(qū)，慢慢提升仔晶，熔化后的原料就會(huì)跟隨仔晶上升，形成一個(gè)新的柱形晶體，這 個(gè)新的柱形晶體便是硅芯或其它材料晶體的制成品。然后將前述硅芯或其它材料晶體的制成品的柱形晶體在還原爐內(nèi)進(jìn)行還原反應(yīng)，所述還原反應(yīng)是在一個(gè)密閉的還原爐中進(jìn)行的，在裝爐前先在還原爐內(nèi)用硅芯搭接成若干個(gè)閉合回路，也就是行話中的“搭橋”；每個(gè)閉合回路都由兩根豎硅芯和一根橫硅芯形成“Π”字形結(jié)構(gòu)；每一個(gè)閉合回路的兩個(gè)豎硅芯分別接在爐底上的兩個(gè)電極上，兩個(gè)電極分別接直流電源的正負(fù)極，然后對(duì)硅芯進(jìn)行加熱，加熱中一組搭接好的硅芯相當(dāng)于一個(gè)大電阻，然后向密閉的還原爐內(nèi)通入氫氣和三氯氫硅，開始進(jìn)行還原反應(yīng)；這樣，所需的多晶硅就會(huì)在硅芯表面生成形成多晶硅棒，所述多晶硅棒需要經(jīng)過破碎、直拉爐拉制成為單晶硅。以上所述就是硅芯及其搭接技術(shù)在多晶硅生產(chǎn)中的應(yīng)用。在現(xiàn)有的西門子法生產(chǎn)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(shí)心硅芯或經(jīng)過線切割形成的方硅芯，搭接好的硅芯在正常還原反應(yīng)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(yīng)氣體分子對(duì)沉積面(娃芯表面)的碰撞機(jī)會(huì)和數(shù)量也隨之增大，當(dāng)單位面積的沉積速率不變時(shí)，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(shí)，還原反應(yīng)時(shí)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(chǎn)效率，同時(shí)也降低了生產(chǎn)成本；但是現(xiàn)有的實(shí)心硅芯或方硅芯在還原中，都無法很好的克服由于搭接“實(shí)心硅芯或方硅芯”的硅芯強(qiáng)度較低，由此導(dǎo)致還原過程中所產(chǎn)生的硅芯倒伏現(xiàn)象，給生產(chǎn)帶來不必要的麻煩和成本的增加；硅芯所述的倒伏現(xiàn)象是指硅芯在密閉的容器內(nèi)進(jìn)行生長，由于實(shí)心圓硅芯或方硅芯本身工藝所帶來的后果是:I)、實(shí)心硅芯；實(shí)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(shí)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(shí)心硅芯，則會(huì)造成硅芯本體的重量增加；并且在大直徑實(shí)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(chǎn)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(shù)必將受到限制，對(duì)于加大直徑問題現(xiàn)有技術(shù)中還有很多難點(diǎn)無法克服，同時(shí)大直徑硅芯拉制所消耗的電能和保護(hù)性氣體也隨之增加，同時(shí)大直徑硅芯還不便于后續(xù)加工和搬運(yùn)；2)、方硅芯；
目前市場(chǎng)上出現(xiàn)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(nèi)出現(xiàn)較多肉眼難以察覺的微小裂痕，在硅芯生長通電的瞬間對(duì)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(dǎo)致該組硅芯無法生長，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致停爐；那么采用大直徑的硅芯進(jìn)行搭接來實(shí)現(xiàn)多晶棒的快速生長及提高硅芯自身的強(qiáng)度就成了一個(gè)本領(lǐng)域技術(shù)人員難以克服的技術(shù)壁壘；然，對(duì)于如何加大硅芯直徑也是本領(lǐng)域技術(shù)人員的長期訴求。本發(fā)明人通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，利用C形硅芯可以較好的實(shí)現(xiàn)硅芯與圓柱形硅芯在相同重量的情況下，可以有效的實(shí)現(xiàn)加大生長面積，然而目前還沒有對(duì)于C形硅芯的生長設(shè)備和模板。

發(fā)明內(nèi)容為了克服背景技術(shù)中的不足，本發(fā)明公開了一種C形硅芯的拉制模板，本發(fā)明所述的C形硅芯的拉制模板利用C形槽對(duì)于融化晶液的C形定型，使得C形籽晶拉制時(shí)，融化的晶液按照設(shè)計(jì)拉制出C形籽晶；本發(fā)明結(jié)構(gòu)獨(dú)特，后期C形硅芯的使用效果優(yōu)于現(xiàn)有圓柱形實(shí)心硅芯。為了 實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種C形硅芯的拉制模板，包括模板和C形槽，在模板上設(shè)有C形槽，所述C形槽的底部設(shè)有貫通至模板底部的晶液通路。所述的C形硅芯的拉制模板，在模板上設(shè)置的C形槽為至少一個(gè)且所述C形槽底部均設(shè)有貫通至模板底部的晶液通路。所述的C形硅芯的拉制模板，所述晶液通路為由模板上部面設(shè)置的C形槽，在C形槽底部設(shè)置對(duì)應(yīng)C形槽分布且貫通至模板底部面的孔。所述的C形硅芯的拉制模板，所述晶液通路為由模板上部面設(shè)置的C形槽且所述C形槽貫通至模板底部面。所述的C形硅芯的拉制模板，在模板上設(shè)置貫通至模板底部面C形槽下部的槽中部設(shè)有至少一個(gè)連接點(diǎn)。所述的C形硅芯的拉制模板，在所述貫通至模板4底部面C形槽底部設(shè)有至少一個(gè)連接C形槽兩側(cè)模板底部面的加固連桿。所述的C形硅芯的拉制模板，在模板上部面設(shè)置的C形槽周圍設(shè)有環(huán)形凸臺(tái)。所述的C形硅芯的拉制模板，在模板上部面設(shè)置的C形槽周圍的上部面上設(shè)有環(huán)形槽。所述的C形硅芯的拉制模板，所述模板的外緣面為多角形或圓形。所述的C形硅芯的拉制模板，所述模板、加固連桿的材質(zhì)為石墨、鎢或鑰中的任
O通過上述公開內(nèi)容，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明所述C形硅芯的拉制模板，通過在模板上設(shè)置C形槽，融化的晶液進(jìn)入C形槽，然后通過C形籽晶提拉出C形硅芯，實(shí)現(xiàn)了 C形硅芯的拉制；本發(fā)明構(gòu)思奇妙、結(jié)構(gòu)簡單，使用成本較低，后期使用效果優(yōu)于現(xiàn)有圓柱形實(shí)心硅芯，利用C形硅芯生長多晶棒速度遠(yuǎn)快于圓柱形實(shí)心硅芯，具有一定的市場(chǎng)和應(yīng)用前景。
圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是本發(fā)明模板設(shè)置兩個(gè)C形槽的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明模板上部面帶減重凸臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的模板上部面帶環(huán)形槽減重結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明的模板貫通C形槽帶連接點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是圖6的A向視圖；圖8是本發(fā)明的模板貫通C形槽帶加固連桿結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是圖8的B向視圖；圖10是本發(fā)明的模板貫通C形槽結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是本發(fā)明的C形槽使用結(jié)構(gòu)示意圖；在圖中:1、C形槽；2、穿孔；3、上部面；4、模板；5、凸臺(tái)；6、環(huán)形槽；7、連接點(diǎn)；8、力口固連桿；9、C形籽晶；10、C形硅芯；11、連接機(jī)構(gòu)；12、坩堝；13、加熱套；14、晶體料；15、支撐體。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明；下面的實(shí)施例并不是對(duì)于本發(fā)明的限定，僅作為支持實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方式，在本發(fā)明所公開的技術(shù)框架內(nèi)的任意等同結(jié)構(gòu)替換，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍；結(jié)合附圖1 10中所述的C形硅芯的拉制模板，包括模板4和C形槽1，在模板上設(shè)有C形槽，所述C形槽I的底部設(shè)有貫通至模板4底部的晶液通路；在模板4上設(shè)置的C形槽I為至少一個(gè)且所述C形槽底部均設(shè)有貫通至模板4底部的晶液通路；所述晶液通路為由模板4上部面3設(shè)置的C形槽I，在C形槽I底部設(shè)置對(duì)應(yīng)C形槽I分布且貫通至模板4底部面的孔；結(jié)合附圖10所述晶液通路為由模板4上部面3設(shè)置的C形槽I且所述C形槽I貫通至模板4底部面；結(jié)合附圖6或7在模板4上設(shè)置貫通至模板4底部面C形槽I下部的槽中部設(shè)有至少一個(gè)連接點(diǎn)7 ;結(jié)合附圖8或9在所述貫通至模板4底部面C形槽I底部設(shè)有至少一個(gè)連接C形槽I兩側(cè)模板4底部面的加固連桿8 ;結(jié)合附圖4在模板4上部面3設(shè)置的C形槽I周圍設(shè)有環(huán)形凸臺(tái)5，由于所述環(huán)形凸臺(tái)5的設(shè)置，可使本發(fā)明有效地減輕自重和節(jié)省原材料；結(jié)合附圖5在模板4上部面3設(shè)置的C形槽周圍的上部面3上設(shè)有環(huán)形槽6，所述環(huán)形槽6是本發(fā)明另一種有效地減輕自重和節(jié)省原材料的方式。所述的C形硅芯的拉制模板，所述模板4的外緣面為多角形或圓形。本發(fā)明所使用的材質(zhì)需高于融化后的晶液，所述模板4、加固連桿8的材質(zhì)為石墨、鎢或鑰的中任一一種，通過材質(zhì)可保證拉制空心硅芯時(shí)不會(huì)出現(xiàn)模板的融化。實(shí)施本發(fā)明所述的C形硅芯的拉制模板，把干凈的晶體料14放入坩堝12中，晶體料14的高度不得超出模板4的模板上部面，將晶體料14平整壓實(shí)，然后將模板4放置在坩堝12內(nèi)，所述模板4的外緣面或上部面與連接機(jī)構(gòu)11連接，所述模板4并且與連接機(jī)構(gòu)11隨動(dòng)；坩堝12的支撐體15使所述坩堝12獨(dú)立且不與加熱套13接觸；然后開啟加熱套13對(duì)坩堝12進(jìn)行加熱至坩堝12內(nèi)的晶體料14融化，所述的晶體料14融化為液體；仔晶夾頭帶著C形籽晶9下降，C形籽晶9的籽晶下端插入本發(fā)明相匹配模板4的C形槽I熔化的晶體料液體中，然后提C形籽晶9，坩堝16內(nèi)熔化的晶體料液會(huì)跟隨C形籽晶9上升，脫離了模板4的C形槽I晶體結(jié)晶形成C形硅芯10 ;所述晶體料液體便形成了一個(gè)新的C形硅芯體，所述C形籽晶9在仔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10。
本發(fā)明未詳述部分為現(xiàn)有技術(shù)。為了公開本發(fā)明的目的而在本文中選用的實(shí)施例，當(dāng)前認(rèn)為是適宜的，但是，應(yīng)了解的是，本發(fā)明旨在包括一 切屬于本構(gòu)思和發(fā)明范圍內(nèi)的實(shí)施例的所有變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種C形硅芯的拉制模板，包括模板(4)和C形槽(I)，其特征是:在模板上設(shè)有C形槽，所述C形槽(I)的底部設(shè)有貫通至模板(4)底部的晶液通路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C形硅芯的拉制模板，其特征是:在模板(4)上設(shè)置的C形槽(I)為至少一個(gè)且所述C形槽底部均設(shè)有貫通至模板(4)底部的晶液通路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的C形硅芯的拉制模板，其特征是:所述晶液通路為由模板(4)上部面(3)設(shè)置的C形槽(I)，在C形槽(I)底部設(shè)置對(duì)應(yīng)C形槽(I)分布且貫通至模板(4)底部面的孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的C形硅芯的拉制模板，其特征是:所述晶液通路為由模板⑷上部面(3)設(shè)置的C形槽⑴且所述C形槽⑴貫通至模板⑷底部面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的C形硅芯的拉制模板，其特征是:在模板(4)上設(shè)置貫通至模板(4)底部面C形槽(I)下部的槽中部設(shè)有至少一個(gè)連接點(diǎn)(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的C形硅芯的拉制模板，其特征是:在所述貫通至模板(4)底部面C形槽(I)底部設(shè)有至少一個(gè)連接C形槽(I)兩側(cè)模板(4)底部面的加固連桿(8)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C形硅芯的拉制模板，其特征是:在模板(4)上部面(3)設(shè)置的C形槽(I)周圍設(shè)有環(huán)形凸臺(tái)(5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C形硅芯的拉制模板，其特征是:在模板(4)上部面(3)設(shè)置的C形槽周圍的上部面(3)上設(shè)有環(huán)形槽(6)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的C形硅芯的拉制模板，其特征是:所述模板(4)的外緣面為多角形或圓形。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2或6所述的C形硅芯的拉制模板，其特征是:所述模板(4)、加固連桿(8)的材質(zhì)為石墨、鎢或鑰中的任一。
全文摘要
一種C形硅芯的拉制模板，涉及一種模板，包括模板(4)和C形槽(1)，在模板上設(shè)有C形槽，所述C形槽(1)的底部設(shè)有貫通至模板(4)底部的晶液通路；本發(fā)明通過在模板上設(shè)置C形槽，融化的晶液進(jìn)入C形槽，然后通過C形籽晶提拉出C形硅芯，實(shí)現(xiàn)了C形硅芯的拉制；本發(fā)明構(gòu)思奇妙、結(jié)構(gòu)簡單，使用成本較低，后期使用效果優(yōu)于現(xiàn)有圓柱形實(shí)心硅芯，利用C形硅芯生長多晶棒速度遠(yuǎn)快于圓柱形實(shí)心硅芯，具有一定的市場(chǎng)和應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C30B29/06GK103160915SQ20111040824
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者劉朝軒, 王晨光 申請(qǐng)人:洛陽金諾機(jī)械工程有限公司