铸锭法多晶硅生产工艺优化方案

1.装炉 把铸锭炉室及石墨件清洗干净，把经过氮化硅喷涂及烘烤的方形陶瓷坩埚放置到石墨护板之间；把多晶硅料和掺杂剂放到坩埚中；再用叉车把石墨护板和陶瓷坩埚连同多晶硅料，一并送入铸锭炉中；关闭炉室，将炉室抽真空并通氩气。

2.加热熔化硅料 给炉内的石墨加热器通电加热，硅的熔点为1416℃，从开始加热到全部熔化为液态，需要16～21h。

3.铸锭硅生产 通过缓慢提升隔热系统，或缓慢降低坩埚的方法，使下部液态硅的温度降低，首先凝固成晶体，并从下往上缓慢地长晶。长晶的速度大约为0.2mm/min，最后生成一个大晶粒的多晶铸锭硅。这个过程需要22～27h。

4.退火处理 坩埚内的液态硅全部结晶成固态后，把炉温控制在比熔点低一点，并让硅体整体温度保持一致，退火处理3～4h，以消除硅锭内部的应力和裂纹，减少位错。

5.停炉冷却 把加热功率降低并关闭，让硅锭自然冷却8～13h，方可打开炉门，取出铸锭硅块，交检验部门进行原始硅块的初检。

每开一炉的时间（含停炉冷却时间），随装料量的不等而不同。对于装料450kg的铸锭硅生产，正常情况下需65 h左右。

6.铸锭硅的外形尺寸 从铸锭炉出来的铸锭硅是方形的，装料270kg的铸锭硅尺寸，一般截面尺寸为690mm×690mm，高为243mm左右。装料450kg的铸锭硅尺寸，一般截面尺寸为845mm×845mm，高为270mm左右。(www.xing528.com)

7.生产铸锭硅的原料

1）高纯多晶硅，纯度﹥6个“9”，使用前经过高纯清洗。

2）陶瓷坩埚是盛装高纯多晶硅和液体的容器，主要成分为SiO₂Al₂O₃CaO等，形状是方形的，根据装料量的不同有几种规格。

3）高纯石墨垫和固化碳毡，用于构成石墨加热器、护板、隔热材料等。

4）掺杂剂一般是硼硅母合金（含有硼的硅晶体）。

5）高纯氩气是生产过程中的保护气体，要求纯度≥5个“9”。