一种硅芯圆棒冷却方法技术

本发明专利技术提供一种硅芯圆棒冷却方法，一种硅芯圆棒冷却方法，包括以下步骤：（1）往炉内冲氩气，真空泵保持开启状态，保证炉内压力为1.8Kpa‑2.2Kpa进行冷却；（2）关闭真空泵，继续冲氩气，当氩气流量冲到78Kpa‑82Kpa时，关闭氩气进气阀，保持炉内压力78Kpa‑82Kpa进行冷却；（3）打开真空泵，待炉内压力降到38Kpa‑42Kpa时，开启氩气进气阀，最终保持炉内压力1.8Kpa‑2.2Kpa进行冷却；（4）循环步骤（2）和（3）；步骤（4）循环次数为n，n为大于等于0的正整数。减少硅芯圆棒内应力，降低硅芯圆棒切割时的隐裂。

A cooling method of silicon core round rod

The invention provides a silicon core rod cooling method, cooling method of circular rod silicon core, which comprises the following steps: (1) furnace at argon, vacuum pump to remain open, to ensure that the furnace pressure is 1.8Kpa 2.2Kpa for cooling; (2) close the vacuum pump, continue to flush when argon, argon traffic rushed to 78Kpa 82Kpa, close the argon inlet valve, keep the pressure in the furnace 78Kpa 82Kpa cooling; (3) open the vacuum pump, the pressure in the furnace to be reduced to 38Kpa 42Kpa, open the argon inlet valve to maintain the pressure in the furnace 1.8Kpa 2.2Kpa cooling; (4) cycle steps (2 and (3)); step (4) cycle number is n, n is greater than or equal to the positive integer 0. Reduce the internal stress of the silicon core round rod and reduce the crack of the silicon core round rod cutting.

【技术实现步骤摘要】
一种硅芯圆棒冷却方法
本专利技术涉及方硅芯制备领域，尤其涉及硅芯圆棒冷却方法。
技术介绍
硅芯圆棒：通过单晶炉装料、引晶、放肩、转肩、等径、收尾、冷却等一系列步骤后，拉制出的圆柱形硅棒。冷却是硅芯圆棒在出炉前的最后一个步骤，主要目的是降低硅芯圆棒出炉的温度，降低硅芯圆棒中的内应力，避免热场（主要为石墨制品）在高温下迅速被氧化。硅芯圆棒在出炉前必须经过冷却这一步骤，进入冷却阶段的标志，是单晶炉加热器停止加热。现有冷却阶段工艺为：往炉内冲氩气，流量为40SML，真空泵保持开启状态，保证炉内压力为1.8Kpa-2.2Kpa，基本处于真空状态，冷却时间为7h。这种工艺由于炉内基本为真空状态，无传导介质，导致热量难以通过热传导和热辐射的形式进行传递，最终导致硅芯圆棒出炉时温度高，内应力较大，极易出现切割时隐裂，另外，较高的温度导致石墨热场很容易被氧化（有资料显示，石墨在400℃以上时，与空气接触极易被氧化），热场寿命大大缩减，增加了生产成本。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种硅芯圆棒冷却方法，减少硅芯圆棒内应力，降低硅芯圆棒切割时的隐裂。本专利技术的目的是以下述方式实现的：一种硅芯圆棒冷却方法，包括以下步骤：（1）往炉内冲氩气，真空泵保持开启状态，保证炉内压力为1.8Kpa-2.2Kpa进行冷却；（2）关闭真空泵，继续冲氩气，当氩气流量冲到78Kpa-82Kpa时，关闭氩气进气阀，保持炉内压力78Kpa-82Kpa进行冷却；（3）打开真空泵，待炉内压力降到38Kpa-42Kpa时，开启氩气进气阀，最终保持炉内压力1.8Kpa-2.2Kpa进行冷却；（4）循环步骤（2）和（3）；步骤（4）循环次数为n，n为大于等于0的正整数。所述的硅芯圆棒冷却方法，所述步骤（1）、（2）、（3）和（4）中冷却的总时间为大于等于7h。所述的硅芯圆棒冷却方法，所述步骤（1）、（2）、（3）和（4）中冷却的总时间为大于等于7h，小于等于10h。所述的硅芯圆棒冷却方法，所述步骤（1）、（2）、（3）和（4）中冷却的总时间为等于7h。所述的硅芯圆棒冷却方法，所述步骤（1）中的冷却时间为t1，步骤（2）中的冷却时间为t2，步骤（3）中的冷却时间为t3；所述步骤（4）中第任意次重复步骤（2）的冷却时间都为t2，第任意次重复步骤（3）的冷却时间都为t3，t1＞0，t2＞0，t3＞0。所述的硅芯圆棒冷却方法，1.5h≥t1＞0。所述的硅芯圆棒冷却方法，n=0，t2≥5，0.5h≥t3＞0。所述的硅芯圆棒冷却方法，n=0，t1=1.5h，t2=5h，t3=0.5h。原理说明：现有工艺由于炉内保持压力仅为1.8Kpa-2.2Kpa，近似为真空的状态，这种情况下，炉内热量没有热传导介质，导致热量难以传导到氩气而被带走，从而炉内温度较高。而本申请中，因为刚刚停止加热，氧化物还较多，通过边通氩气边抽真空可保证炉内氧化物被充分带走；然后通过78Kpa-82Kpa的高保压一段时间进行冷却，可使内部热量充分传导到炉内大量的氩气分子中，保证炉体内热场及硅芯圆棒的温度快速下降；最后，通过真空泵将炉内含大量热量的氩气抽出，而由于热氩气会上浮，所以要有一定的抽空时间和1.8Kpa-2.2Kpa的微真空状态，以保证让含热氩气完全排出。真空泵：单晶炉中用于将炉内气体进行抽空排出的设备。方硅芯：通过提前布置好的金刚线，对硅芯圆棒进行纵向切割成长条状的方形硅芯，在切割中若硅芯圆棒应力较大时将极易出现硅芯断裂或隐裂的情况。相对于现有技术，本专利技术能够1、降低硅芯圆棒出炉时的温度，减少硅芯圆棒内应力，降低硅芯圆棒切割时的隐裂。2、降低热场出炉时的温度，从而降低热场的氧化程度，提高热场的使用寿命。3、减少氩气使用量，节省电量。具体实施方式实施例1一种硅芯圆棒冷却方法，包括以下步骤：（1）往炉内冲氩气，真空泵保持开启状态，保证炉内压力为1.8Kpa-2.2Kpa进行冷却；（2）关闭真空泵，继续冲氩气，当氩气流量冲到78Kpa-82Kpa时，关闭氩气进气阀，保持炉内压力78Kpa-82Kpa进行冷却；（3）打开真空泵，待炉内压力降到38Kpa-42Kpa时，开启氩气进气阀，最终保持炉内压力1.8Kpa-2.2Kpa进行冷却。实施例2一种硅芯圆棒冷却方法，包括以下步骤：（1）往炉内冲氩气，真空泵保持开启状态，保证炉内压力为1.8Kpa-2.2Kpa进行冷却；（2）关闭真空泵，继续冲氩气，当氩气流量冲到78Kpa-82Kpa时，关闭氩气进气阀，保持炉内压力78Kpa-82Kpa进行冷却；（3）打开真空泵，待炉内压力降到38Kpa-42Kpa时，开启氩气进气阀，最终保持炉内压力1.8Kpa-2.2Kpa进行冷却。（4）再依次循环步骤（2）和（3），步骤（4）循环次数为n，n为大于等于0的正整数；第n次重复步骤（2）的冷却时间为t2-n，第n次重复步骤（3）的冷却时间为t3-n，n为大于等于0的正整数。实施例3一种硅芯圆棒冷却方法，包括以下步骤：（1）往炉内冲氩气，真空泵保持开启状态，保证炉内压力为1.8Kpa-2.2Kpa进行冷却，时间为t1；（2）关闭真空泵，继续冲氩气，当氩气流量冲到78Kpa-82Kpa时，关闭氩气进气阀，保持炉内压力78Kpa-82Kpa进行冷却，时间为t2；（3）打开真空泵，待炉内压力降到38Kpa-42Kpa时，开启氩气进气阀，最终保持炉内压力1.8Kpa-2.2Kpa进行冷却，时间为t3。（4）再依次重复步骤（2）和（3）一次，时间分别为t2-1和t3-1，t2-1≠t2，t3-1≠t3。实施例4一种硅芯圆棒冷却方法，包括以下步骤：（1）收尾后，往炉内冲氩气，流量为40sml，真空泵保持开启状态，保证炉内压力为1.8Kpa-2.2Kpa，时间为t1；（2）关闭真空泵，继续冲氩气，当氩气流量冲到78Kpa-82Kpa时，关闭氩气进气阀，保持炉内压力78Kpa-82Kpa，持续时间为t2；（3）打开真空泵，待炉内压力降到38Kpa-42Kpa时，开启氩气进气阀，最终保持炉内压力1.8Kpa-2.2Kpa持续时间为t3；（4）再依次重复进行步骤（2）和（3），第n次重复步骤（2）的冷却时间为t2-n，第n次重复步骤（3）的冷却时间为t3-n，n为大于等于0的正整数。实施例5一种硅芯圆棒冷却方法，包括以下步骤：（1）收尾后，往炉内冲氩气，流量为40sml，真空泵保持开启状态，保证炉内压力为1.8Kpa-2.2Kpa，时间为t1；（2）关闭真空泵，继续冲氩气，当氩气流量冲到78Kpa-82Kpa时，关闭氩气进气阀，保持炉内压力78Kpa-82Kpa，持续时间为t2；（3）打开真空泵，待炉内压力降到38Kpa-42Kpa时，开启氩气进气阀，最终保持炉内压力1.8Kpa-2.2Kpa持续时间为t3；（4）再依次循环步骤（2）和（3），步骤（4）循环次数为n，n为大于等于0的正整数。第任意次重复步骤（2）的冷却时间都为t2，第任意次重复步骤（3）的冷却时间都为t3，则步骤（2）和（3）各自进行的总次数为n+1次，n为大于等于0的正整数，t1＞0，t2＞0，t3＞0，t1+（n+1）×t2+（n+1）×t3≥7h。实施例6与实施例5的区别为，t1＞0，t2＞0，t3＞0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅芯圆棒冷却方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）往炉内冲氩气，真空泵保持开启状态，保证炉内压力为1.8Kpa‑2.2Kpa进行冷却；（2）关闭真空泵，继续冲氩气，当氩气流量冲到78Kpa‑82Kpa时，关闭氩气进气阀，保持炉内压力78Kpa‑82Kpa进行冷却；（3）打开真空泵，待炉内压力降到38Kpa‑42Kpa时，开启氩气进气阀，最终保持炉内压力1.8Kpa‑2.2Kpa进行冷却；（4）循环步骤（2）和（3）；步骤（4）循环次数为n，n为大于等于0的正整数。

【技术特征摘要】
1.一种硅芯圆棒冷却方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）往炉内冲氩气，真空泵保持开启状态，保证炉内压力为1.8Kpa-2.2Kpa进行冷却；（2）关闭真空泵，继续冲氩气，当氩气流量冲到78Kpa-82Kpa时，关闭氩气进气阀，保持炉内压力78Kpa-82Kpa进行冷却；（3）打开真空泵，待炉内压力降到38Kpa-42Kpa时，开启氩气进气阀，最终保持炉内压力1.8Kpa-2.2Kpa进行冷却；（4）循环步骤（2）和（3）；步骤（4）循环次数为n，n为大于等于0的正整数。2.根据权利要求1所述的硅芯圆棒冷却方法，其特征在于：所述步骤（1）、（2）、（3）和（4）中冷却的总时间为大于等于7h。3.根据权利要求2所述的硅芯圆棒冷却方法，其特征在于：所述步骤（1）、（2）、（3）和（4）中冷却的总时...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢从辉，
申请(专利权)人：河南协鑫光伏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41