【技术实现步骤摘要】
加热器电缆排布和电磁搅拌器
[0001]本专利技术涉及晶体生长设备领域,特别涉及一种炉腔外电流布置和炉腔内部加热器相互配合的电磁搅拌装置及其使用方法。
技术介绍
[0002]定向凝固法晶硅铸锭生长炉是硅晶体生长及硅片制造领域的一个关键设备。相比直拉法单晶硅生长,铸锭法的优势是能耗低和生产成本低,缺点是硅晶体有更多的杂质,以及位错和晶界等缺陷。随着背钝化和异质结等高效电池技术的推广普及,铸造多晶硅电池的转换效率,和单晶电池的差距越来越大。铸锭技术需要提高硅晶体品质,这有赖于发展基于籽晶生长的铸锭单晶技术。
[0003]在铸锭硅晶体生长过程中,熔硅中的碳和氮杂质一般都达到饱和溶解度浓度,其固液分凝系数分别是0.07和不到0.001的水平,意味着固液界面向前推进过程中,绝大部分的碳和氮杂质都将被排到熔硅中。如果熔硅中没有足够强度的对流,排入熔体中的碳氮杂质不能被及时带走,会在界面前沿形成杂质富集层,促进碳化硅和氮化硅的形核析出。这会进一步导致三方面不利影响:首先形成点状杂质和红外检测的阴影缺陷,降低铸锭良率;其次,氮化硅和碳化硅沉淀使得晶砖的硬度增加,更难切片,进一步导致切片成本升高和切片良率(每公斤晶砖出片数)下降;最后,对于铸造单晶,杂质沉淀析出的影响更大,考虑到晶粒和位错更容易在杂质点处形核生长,影响单晶区得率和电池转换效率。因此,足够强度的熔硅对流是铸锭单晶生长的前提条件。
[0004]铸锭单晶生长的另一个前提条件是要能够保持固液界面平坦,也就是保证温度分布的均匀性和对称性,避免冷热区分布的不对称性 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种晶体生长炉用的电磁搅拌装置,包括位于炉腔内部的顶部和侧部加热器,以及位于炉腔外部靠近炉壁布置的加热器电缆线圈两个部分,其特征是:a、顶部加热器有n个电极,n=3或4,连接n相交变源,其频率范围1到500Hz,相邻两相间电压的范围是12V到72V;b、侧部加热器由多段不同形状加热段,使用螺栓依次首尾连接而成的围绕坩埚一周的闭环;在所述侧加热器环路上,大致均匀布置n个电极接入点,将侧加热器环路大致均分为n段;n个石墨电极,在侧加热器环路上方,首先穿过顶部或侧部保温板,再分别通过一个向下延伸的吊臂,在所述电极接入点处,连接加热器环路;在所述n个石墨电极上,施加n相交变电压,其频率和顶加热器电源频率相同,相邻两相间电压范围12V到72V;c、从炉腔竖直中心线向外投影,在所述每一个侧加热器吊臂在炉壁上的投影位置附近,分别布置一个大致垂直于炉腔外壁且与炉腔竖直中心线大致平行的炉腔外多匝导体线圈,其匝数为m,m=1到8;所述m匝线圈包括靠近炉腔外表面排布,覆盖以侧加热器上边缘高度为基准,向上和向下分别至少0.2米的高度范围的m根竖直导线A1、A2直到Am,以及分别连接A2到Am的共计m
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1根导线的上端点和A1到Am
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1的共计m
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1根导线的下端点,用以实现多匝线圈闭环的部分;线圈远离炉壁的区段和所述m根竖直导线间的距离不小于0.4米;d、每个线圈的竖直导线A1的上端和Am的下端为线圈的两个引出端,其中一个连接到顶部加热器n相交变电源的一个输出端子,另一个连接到顶部加热器的一个石墨电极。2.一种晶体生长炉用的电磁搅拌装置,包括位于炉腔内部的侧部加热器,以及位于炉腔外部靠近炉壁布置的加热器电缆线圈两个部分,其特征是:a、侧部加热器由多段不同形状加热段,使用螺栓依次首尾连接而成的围绕坩埚一周的闭环;在所述侧加热器环路上,大致均匀布置n个电极接入点,将侧加热器环路大致均分为n段,n=3或4;n个石墨电极,在侧加热器环路上方,首先穿过顶部或侧部保温板,再分别通过一个向下延伸的吊臂,在所述电极接入点处,连接加热器环路;在所述n个石墨电极上,施加n相交变电压,其频率范围1到500Hz,相邻两相间电压范围12V到72V;b、从炉腔竖直中心线向外投影,在所述每一个侧加热器吊臂在炉壁上的投影位置附近,分别布置一个大致垂直于炉腔外壁且与炉腔竖直中心线大致平行的炉腔外多匝导体线圈,其匝数为m,m=1到8;所述m匝线圈包括靠近炉腔外表面排布,覆盖以侧加热器上边缘高度为基准,向上和向下分别至少0.2米的高度范围的m根竖直导线A1、A2直到Am,以及分别连接A2到Am的共计m
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1根导线的上端点和A1到Am
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1的共计m
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1个下端点,用以实现多匝线圈闭环的部分;线圈远离炉壁的区段和所述m根竖直导线间的距离不小于0.4米;c、每个线圈的竖直导线A1的上端和Am的下端为线圈的两个引出端,其中一个连接到侧加热器n相交变电源的一个输出端子,另一个连接到侧加热器的一个石墨电极。3.一种晶体生长炉用的电磁搅拌装置,包括位于炉腔内部的顶部和侧部加热器,以及位于炉腔外部靠近炉壁布置的加热器电缆线圈两个部分,其特征是:a、顶部加热器有n个电极,n=3或4;侧部加热器由多段不同形状加热段,使用螺栓依次首尾连接而成的围绕坩埚一周的闭环;在所述侧加热器环路上,大致均匀布置n个电极接入点,将侧加热器环路大致均分为n段;n个石墨电极,在侧加热器环路上方,首先穿过顶部或侧部保温板,再分别通过一个向下延伸的吊臂,在所述电极接入点处,连接加热器环路;顶部和侧部加热器由同一个n相交变电源并联驱动,其频率范围1到500Hz,相邻两相间电压范
围12V到72V;b、从炉腔竖直中心线向外投影,在所述每一个侧加热器吊臂在炉壁上的投影位置附近,分别布置一个大致垂直于炉腔外壁且与炉腔竖直中心线大致平行的炉腔外多匝导体线圈,其匝数为m,m=1到8;所述m匝线圈包括靠近炉腔外表面排布,覆盖以侧加热器上边缘高度为基准,向上和向下分别至少0.2米的高度范围的m根竖直导线A1、A2直到Am,以及分别连...
【专利技术属性】
技术研发人员:ꢀ五一IntClC三零B一一零零,
申请(专利权)人:路景刚,
类型:发明
国别省市:
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