坩埚制备方法及坩埚技术

本发明专利技术提供了一种坩埚制备方法及坩埚，涉及拉晶坩埚制备技术领域。制备当前坩埚的过程中：在开始起弧熔制前，对石墨电极预热，使得起弧熔制时，石墨电极中靠近起弧点的尖端的温度为T1，200℃≤T1；预热的热量来自于：前一坩埚制备后，石墨电极自身的热量，和/或，采用加热源对石墨电极预热的热量；前一坩埚为：石墨电极熔制得到的所有坩埚中，与当前坩埚时差最短的一个坩埚。进而在起弧熔制时，石墨电极中靠近起弧点的尖端升温的温度差相对较小，进而石墨电极中靠近起弧点的尖端的热应力相对较小，进而可以减少石墨电极中靠近起弧点的尖端迸溅或掉块。溅或掉块。溅或掉块。

【技术实现步骤摘要】
坩埚制备方法及坩埚


[0001]本专利技术涉及拉晶坩埚制备
，特别是涉及一种坩埚制备方法及坩埚。

技术介绍

[0002]拉制单晶硅的坩埚通常采用电弧法制备，具体是，通过生产坩埚用石墨电极之间产生高温电弧对砂料进行熔融，电弧的核心温度往往超过5000℃。由于温度较高，石墨电极在熔融砂料的过程中容易迸溅，迸溅的石墨电极将造成坩埚内壁黑斑、凹坑、气泡等缺陷，导致坩埚质量下降甚至废弃。
[0003]目前，减少生产坩埚用石墨电极迸溅的坩埚制备方法为：将圆柱形的石墨电极中，易迸溅部分直接去除。
[0004]然而，直接将石墨电极中，易迸溅部分去除，依然无法杜绝石墨电极在熔融砂料过程中迸溅。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种坩埚制备方法及坩埚，旨在解决坩埚制备方法中的石墨电极，在熔融砂料过程中发生迸溅的问题。
[0006]本专利技术的第一方面，提供一种坩埚制备方法，包括：
[0007]制备当前坩埚的过程中：在开始起弧熔制前，对石墨电极预热，使得起弧熔制时，所述石墨电极中靠近起弧点的尖端的温度为T1，200℃≤T1；所述预热的热量来自于：前一坩埚制备后，所述石墨电极自身的热量，和/或，采用加热源对所述石墨电极预热的热量；所述前一坩埚为：所述石墨电极熔制得到的所有坩埚中，与所述当前坩埚时差最短的一个坩埚。
[0008]本专利技术实施例中，开始起弧熔制前，将石墨电极中靠近起弧点的尖端的温度预热为T1，200℃≤T1，进而在起弧熔制时，石墨电极中靠近起弧点的尖端升温的温度差相对较小，进而石墨电极中靠近起弧点的尖端的热应力相对较小，进而可以减少石墨电极中靠近起弧点的尖端迸溅或掉块。同时，若预热的热量全部来自于前一坩埚制备后，石墨电极自身的热量，则，无需额外的加热，也无需额外的加热热量，可以降低成本，且减少了工序，可以提升坩埚制备效率。若预热的热量部分来自于前一坩埚制备后，石墨电极自身的热量，则，额外的加热热量较少，同样可以降低成本，且额外加热时间可能较短，同样可以提升坩埚制备效率。
[0009]可选的，所述在开始起弧熔制前，对石墨电极预热之后，还包括：
[0010]在起弧熔制前期，将预热后的石墨电极上所加的功率设定为w1；w1≤80％
×
w2，所述起弧熔制前期的时长为t1，10s≤t1≤300s；所述w2为所述石墨电极在熔制砂料的过程中所加的最大功率；所述起弧熔制前期的起始时刻为：制备所述当前坩埚的过程中，所述石墨电极刚开始起弧熔制的时刻。
[0011]可选的，所述石墨电极的电阻率为r，r≤10μΩ
·
m。
[0012]可选的，制备所述当前坩埚的过程中：
[0013]在所述石墨电极不是新更换的石墨电极，且距离所述前一坩埚熔制结束的时刻小于或等于1小时的情况下，所述在开始起弧熔制前，对石墨电极预热之前，还包括：
[0014]检测所述石墨电极中靠近起弧点的尖端的温度；
[0015]所述在开始起弧熔制前，对石墨电极预热，包括：在所述石墨电极中靠近起弧点的尖端的温度小于200℃的情况下，采用加热源对所述石墨电极预热，使得起弧熔制时，所述石墨电极中靠近起弧点的尖端的温度为所述T1；
[0016]在所述石墨电极是新更换的石墨电极的情况下，或，在所述石墨电极不是新更换的石墨电极，且距离所述前一坩埚熔制结束的时刻大于1小时的情况下，所述在开始起弧熔制前，对石墨电极预热，包括：采用加热源对所述石墨电极预热，使得起弧熔制时，所述石墨电极中靠近起弧点的尖端的温度为所述T1。
[0017]可选的，所述采用加热源对所述石墨电极预热之前，还包括：
[0018]在制备所述当前坩埚的模具中铺设升温砂料，以避免石墨电极预热过程中，损伤所述模具。
[0019]可选的，升温砂料的质量为40
‑
50kg。
[0020]可选的，所述采用加热源对所述石墨电极预热，包括：
[0021]在所述升温砂料中，二氧化硅的纯度大于或等于99.5％的情况下，采用加热源对所述石墨电极进行低温预热；在低温预热过程中，所述升温砂料未熔化；在所述当前坩埚的制备过程中，所述升温砂料熔化作为所述当前坩埚的一部分，和/或，所述升温砂料作为浮砂存在于所述模具中；
[0022]在所述升温砂料中，二氧化硅的纯度小于99.5％的情况下，采用加热源对所述石墨电极进行低温预热；在低温预热过程中，所述升温砂料未熔化；在低温预热后，所述方法还包括：清理掉所述模具中的部分升温砂料，使得所述模具中剩余的升温砂料的质量为m1，所述模具中剩余的升温砂料仅作为浮砂存在于所述模具中；m1≤5kg；
[0023]在所述升温砂料中，二氧化硅的纯度小于99.5％的情况下，采用三相电压对所述石墨电极进行起弧预热；在起弧预热过程中，所述升温砂料熔化；在起弧预热之后，所述方法还包括：清理掉所述模具中熔化后的升温砂料。
[0024]可选的，所述起弧预热过程中，将所述石墨电极上所加的功率设定为w3；50％
×
w2≤w3≤w2；所述w2为所述石墨电极在熔制砂料的过程中所加的最大功率；
[0025]起弧预热持续的时长为t2，30s≤t2≤300s。
[0026]可选的，50％
×
w2≤w1≤80％
×
w2。
[0027]本专利技术的第二方面，提供一种坩埚，所述坩埚采用任一前述的坩埚制备方法制备得到。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例的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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1示出了本专利技术实施例中的一种坩埚制备方法的步骤流程图；
[0030]图2示出了本专利技术实施例中的另一种坩埚制备方法的步骤流程图。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]图1示出了本专利技术实施例中的一种坩埚制备方法的步骤流程图。参照图1所示，该坩埚制备方法包括：
[0033]步骤S1，制备当前坩埚的过程中：在开始起弧熔制前，对石墨电极预热，使得起弧熔制时，所述石墨电极中靠近起弧点的尖端的温度为T1，200℃≤T1；所述预热的热量来自于：前一坩埚制备后，所述石墨电极自身的热量，和/或，采用加热源对所述石墨电极预热的热量；所述前一坩埚为：所述石墨电极熔制得到的所有坩埚中，与所述当前坩埚时差最短的一个坩埚。
[0034]当前坩埚为石墨电极目前要起弧熔制砂料制备的坩埚。专利技术人发现：石墨电极在熔融砂料过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种坩埚制备方法，其特征在于，包括：制备当前坩埚的过程中：在开始起弧熔制前，对石墨电极预热，使得起弧熔制时，所述石墨电极中靠近起弧点的尖端的温度为T1，200℃≤T1；所述预热的热量来自于：前一坩埚制备后，所述石墨电极自身的热量，和/或，采用加热源对所述石墨电极预热的热量；所述前一坩埚为：所述石墨电极熔制得到的所有坩埚中，与所述当前坩埚时差最短的一个坩埚。2.根据权利要求1所述的坩埚制备方法，其特征在于，所述在开始起弧熔制前，对石墨电极预热之后，还包括：在起弧熔制前期，将预热后的石墨电极上所加的功率设定为w1；w1≤80％
×
w2，所述起弧熔制前期的时长为t1，10s≤t1≤300s；所述w2为所述石墨电极在熔制砂料的过程中所加的最大功率；所述起弧熔制前期的起始时刻为：制备所述当前坩埚的过程中，所述石墨电极刚开始起弧熔制的时刻。3.根据权利要求1或2所述的坩埚制备方法，其特征在于，所述石墨电极的电阻率为r，r≤10μΩ
·
m。4.根据权利要求1或2所述的坩埚制备方法，其特征在于，制备所述当前坩埚的过程中：在所述石墨电极不是新更换的石墨电极，且距离所述前一坩埚熔制结束的时刻小于或等于1小时的情况下，所述在开始起弧熔制前，对石墨电极预热之前，还包括：检测所述石墨电极中靠近起弧点的尖端的温度；所述在开始起弧熔制前，对石墨电极预热，包括：在所述石墨电极中靠近起弧点的尖端的温度小于200℃的情况下，采用加热源对所述石墨电极预热，使得起弧熔制时，所述石墨电极中靠近起弧点的尖端的温度为所述T1；在所述石墨电极是新更换的石墨电极的情况下，或，在所述石墨电极不是新更换的石墨电极，且距离所述前一坩埚熔制结束的时刻大于1小时的情况下，所述在开始起弧熔制前，对石墨电极预热，包括：采用加热源对所述石墨电极预热，使得起弧熔制时，所述石墨电极中靠近起弧点的尖端的温度为所述T1。5.根据权利要求1或2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永康，李侨，郭华盈，张桥清，李济和，刘阳，任伟康，晏美仁，梅富然，段慧芳，
申请(专利权)人：隆基绿能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：