史珺博士:多晶硅铸锭的加热和熔硅过程

2014-09-12 10:29:20 太阳能发电网
多晶硅铸锭通常分为加热、熔料、高温稳定、结晶、退火、冷却等六个阶段。本文介绍加热和熔料两个过程。 (一)加热准备 装好料后,再对炉内进行一遍检查,即可开炉。一般来说,要先对炉子进行抽真空。真空泵逐级打开后,开始通电加温。抽真空的过程虽然
  为了解决这个问题,首先要了解粉料在什么情况下容易飞扬。粉料的飞扬一般在三个阶段下容易产生。
  第一个阶段,是开始抽真空的瞬间。粉料放在坩埚里,粉料颗粒的间隙均是大气。在开始抽真空的时候,炉内的气压受机械泵的作用突然减小,颗粒间的气体会因压力差的作用向上运动形成气流,这些气流的力量有时很大,会带动硅粉飞扬。
  为了避免这个问题,对于粉料,在开始抽真空时,不能像普通的块料那样直接用机械泵大力抽,而应当将阀门先关闭,然后慢慢打开,最好是关闭主管道,采用一个旁路的细管道,用细管道上的调节阀,从关闭到打开,逐渐增大,这样,抽真空时,炉内的压力会比较缓慢地下降,不会产生突然的压降,从而解决硅粉飞扬的问题。
  到真空压力降到100 Pa以下时,由于压力低,气体对硅粉的浮力很小,就可以逐步打开主管道的阀门,采用正常的阀门抽气,这时,因为气流的力量已经很小,不足以再将气体带出,因此,可以全力抽真空。
  第二个阶段,是硅料升温到大约1000 ℃左右的阶段。首先,900 ℃以上,硅粉就会产生烧结现象,而由于硅粉的导热性很差,可以说几乎是绝热材料,因此,当红外测温仪测量到硅粉温度到1000 ℃左右的时候,坩埚侧面的温度可能已经达到接近熔化的问题,甚至已经开始融化,溶化的硅遇到周围的硅粉又会凝固而结壳;而这时,坩埚最中央部分的硅粉由于绝热作用,温度可能才100 ℃不到,这样,硅粉中吸附的水分以及气体,还没有完全释放。当外部硅粉结壳形成封闭体的时候,随着内部硅粉温度的逐渐上升,气体膨胀,压力增加,在硅粉内部逐渐形成封闭的高压球团,当压力到达一定程度,就会发生爆裂;或者虽然内部本身的压力没有达到爆裂压力,但结壳后,由于加热体的作用使得壳体再次熔化变薄后,内部的气体会爆冲出来,产生气流,将硅粉四溅。

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