本發(fā)明涉及單晶硅鑄錠，尤其是涉及一種硅粉提純防粘鍋的噴涂工藝方法、坩堝和鑄錠爐。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有技術(shù)中，用于鑄錠爐中的坩堝內(nèi)壁均要進(jìn)行涂層處理，涂層大多使用氮化硅涂層，用以防止在進(jìn)行硅晶體提純的過程中，熔化的硅晶體的熔液與坩堝內(nèi)壁發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致提純后的硅晶體中含有較多的雜質(zhì)，另外，氮化硅涂層還可以防止粘鍋的情況發(fā)生。

2、當(dāng)前大多使用鑄錠爐提純顆粒度較小粉狀料，由于顆粒度較小的粉狀料具有比表面積大，吸附能力強(qiáng)等特點，其極易被鑄錠爐中的熱場氛圍污染，因此，采用傳統(tǒng)的鑄錠工藝對顆粒度較小的粉狀料進(jìn)行提純后產(chǎn)出的硅錠中的雜質(zhì)含量較高，例如：硼、磷、氧、碳等雜質(zhì)，其中，由于雜質(zhì)硼的含量較高，會使直拉單晶用量超過一定比例后，導(dǎo)致串焊后效率衰減比例偏高，因此，為了減少硅錠中的雜質(zhì)含量，尤其是降低雜質(zhì)硼的含量，提高硅錠的純凈度，現(xiàn)有采用低壓提純工藝來減少硅錠中的雜質(zhì)含量的技術(shù)方法，低壓提純工藝是指在提純過程中，降低鑄錠爐中的爐內(nèi)壓力來減少提純后的硅錠中的雜質(zhì)含量的技術(shù)方法，但使用此種技術(shù)方法，會使處固液界限處的坩堝表面的氮化硅涂層暴露在高溫低壓的熱場氛圍中，由于氮化硅具有環(huán)境壓力越低，越容易分解的特性，因此，這會導(dǎo)致生產(chǎn)出的硅錠中的雜質(zhì)含量增加，且由于固液界限處的氮化硅分解，涂層消失，硅熔液便會與坩堝內(nèi)壁發(fā)生反應(yīng)，從而進(jìn)一步增加了生產(chǎn)出的硅錠中的雜質(zhì)含量，同時，涂層消失，固液界限處發(fā)生粘鍋，導(dǎo)致硅錠裂紋。

3、由此可知，現(xiàn)有的涂層處理工藝無法滿足低壓提純工藝的要求，現(xiàn)有的涂層處理工藝容易出現(xiàn)粘鍋、硅錠開裂、產(chǎn)出的硅錠中的雜質(zhì)含量較高等情況。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明在于提出一種硅粉提純防粘鍋的噴涂工藝方法，能夠解決坩堝的內(nèi)壁的涂層易于分解而失效的問題，解決坩堝在生產(chǎn)過程中，易發(fā)生粘鍋和硅錠開裂的問題，能夠有效減少生產(chǎn)出的硅錠中的雜質(zhì)含量。

2、根據(jù)本發(fā)明實施例的硅粉提純防粘鍋的噴涂工藝方法，包括在坩堝的內(nèi)壁涂覆氮化硅溶液以構(gòu)造出氮化硅涂層；再在氮化硅涂層上涂覆硅溶膠，其中，再在氮化硅涂層上涂覆硅溶膠包括：獲取硅粉餅熔化后的重量和密度，其中，硅粉餅為由硅粉壓制成的餅體；獲取坩堝的底面積，并根據(jù)坩堝的底面積、硅粉餅熔化后的重量和硅粉餅熔化后的密度得到硅粉餅熱熔為溶液并再次凝固為硅錠后，硅錠在坩堝內(nèi)的錠高；根據(jù)錠高在坩堝的側(cè)壁得到錠高線；以錠高線為基準(zhǔn)在坩堝的側(cè)壁得到涂刷區(qū)域，其中，錠高線位于涂刷區(qū)域內(nèi)；在涂刷區(qū)域涂覆硅溶膠。

3、根據(jù)本發(fā)明實施例的硅粉提純防粘鍋的噴涂工藝方法，通過在坩堝的側(cè)壁的涂刷區(qū)域內(nèi)涂覆硅溶膠，不僅能夠有效減少生產(chǎn)的硅錠中的雜質(zhì)含量，而且能夠有效防止硅錠粘鍋的情況發(fā)生。

4、另外，根據(jù)本發(fā)明的硅粉提純防粘鍋的噴涂工藝方法，還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

5、在一些實施例中，所述在所述坩堝的內(nèi)壁涂覆氮化硅溶液以構(gòu)造出氮化硅涂層包括：在所述涂刷區(qū)域涂覆第一層氮化硅涂層；再在所述第一層氮化硅涂層上涂覆第二層氮化硅涂層，所述第二層氮化硅涂層覆蓋在所述坩堝的內(nèi)壁。

6、在一些實施例中，所述坩堝的側(cè)壁還包括第一噴涂區(qū)域，所述第一噴涂區(qū)域位于所述涂刷區(qū)域的下側(cè)，所述坩堝的底壁具有與所述第一噴涂區(qū)域相連的第二噴涂區(qū)域，第二層氮化硅涂層涂覆在所述涂刷區(qū)域、所述第一噴涂區(qū)域和所述第二噴涂區(qū)域。

7、在一些實施例中，在所述坩堝的高度方向上，所述涂刷區(qū)域具有上邊緣線和下邊緣線，所述在所述坩堝的內(nèi)壁涂覆氮化硅以構(gòu)造出氮化硅涂層包括：在所述涂刷區(qū)域的上側(cè)設(shè)置擋板，以在所述坩堝的內(nèi)壁涂覆氮化硅后顯現(xiàn)出所述上邊緣線。

8、在一些實施例中，所述上邊緣線和所述下邊緣線沿所述錠高線對稱。

9、在一些實施例中，所述在所述涂刷區(qū)域涂覆第一層氮化硅涂層，包括：在所述涂刷區(qū)域以涂刷的方式涂覆所述第一層氮化硅涂層。

10、在一些實施例中，所述第一層氮化硅涂層的溶液中包括氮化硅、硅溶膠、水和粘結(jié)劑，其中，所述氮化硅的重量占比為25％-48％，所述硅溶膠的重量占比為18％-28％，所述水的重量占比為24％-56％，所述粘結(jié)劑的重量占比為0％-1％。

11、在一些實施例中，所述第二層氮化硅涂層的溶液中包括氮化硅、硅溶膠和水，其中，所述氮化硅的重量占比為25％-35％，所述硅溶膠的重量占比為12％-21％，所述水的重量占比為44％-63％。

12、在一些實施例中，在所述涂刷區(qū)域涂覆所述硅溶膠之前包括：在硅溶膠的溶液內(nèi)添加硅粉或者粘結(jié)劑，并攪拌均勻。

13、在一些實施例中，在所述坩堝的高度方向上，所述涂刷區(qū)域的寬度h1滿足：60mm≤h1≤140mm。

14、本發(fā)明還提出一種具有上述實施例的坩堝。

15、根據(jù)本發(fā)明實施例的坩堝，通過使用上述硅粉提純防粘鍋的噴涂工藝方法在坩堝內(nèi)涂覆氮化硅涂層和硅溶膠，能夠有效防止硅錠粘鍋的情況發(fā)生。

16、本發(fā)明還提出一種具有上述實施例的鑄錠爐。

17、根據(jù)本發(fā)明實施例的鑄錠爐，通過設(shè)置上述坩堝，能夠提高鑄錠爐的生產(chǎn)效率。

18、本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種硅粉提純防粘鍋的噴涂工藝方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅粉提純防粘鍋的噴涂工藝方法，其特征在于，所述在所述坩堝的內(nèi)壁涂覆氮化硅溶液以構(gòu)造出氮化硅涂層包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硅粉提純防粘鍋的噴涂工藝方法，其特征在于，所述坩堝的側(cè)壁還包括第一噴涂區(qū)域，所述第一噴涂區(qū)域位于所述涂刷區(qū)域的下側(cè)，所述坩堝的底壁具有與所述第一噴涂區(qū)域相連的第二噴涂區(qū)域，

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的硅粉提純防粘鍋的噴涂工藝方法，其特征在于，在所述坩堝的高度方向上，所述涂刷區(qū)域具有上邊緣線和下邊緣線，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的硅粉提純防粘鍋的噴涂工藝方法，其特征在于，所述上邊緣線和所述下邊緣線沿所述錠高線對稱。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的硅粉提純防粘鍋的噴涂工藝方法，其特征在于，所述在所述涂刷區(qū)域涂覆第一層氮化硅涂層，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種硅粉提純防粘鍋的噴涂工藝方法，其特征在于，所述第一層氮化硅涂層的溶液中包括氮化硅、硅溶膠、水和粘結(jié)劑，其中，所述氮化硅的重量占比為25％-48％，所述硅溶膠的重量占比為18％-28％，所述水的重量占比為24％-56％，所述粘結(jié)劑的重量占比為0％-1％。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種硅粉提純防粘鍋的噴涂工藝方法，其特征在于，所述第二層氮化硅涂層的溶液中包括氮化硅、硅溶膠和水，其中，所述氮化硅的重量占比為25％-35％，所述硅溶膠的重量占比為12％-21％，所述水的重量占比為44％-63％。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅粉提純防粘鍋的噴涂工藝方法，其特征在于，在所述涂刷區(qū)域涂覆所述硅溶膠之前包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的硅粉提純防粘鍋的噴涂工藝方法，其特征在于，在所述坩堝的高度方向上，所述涂刷區(qū)域的寬度h1滿足：60mm≤h1≤140mm。

11.一種坩堝，其特征在于，用權(quán)利要求1-10中任一項所述的硅粉提純防粘鍋的噴涂工藝方法在所述坩堝內(nèi)涂覆氮化硅涂層和硅溶膠。

12.一種鑄錠爐，其特征在于，包括權(quán)利要求11所述的坩堝。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種硅粉提純防粘鍋的噴涂工藝方法、坩堝和鑄錠爐，包括在坩堝的內(nèi)壁涂覆氮化硅溶液以構(gòu)造出氮化硅涂層；再在氮化硅涂層上涂覆硅溶膠，其中，再在氮化硅涂層上涂覆硅溶膠包括：獲取硅粉餅熔化后的重量和密度，其中，硅粉餅為由硅粉壓制成的餅體；獲取坩堝的底面積，并根據(jù)坩堝的底面積、硅粉餅熔化后的重量和硅粉餅熔化后的密度得到硅粉餅熱熔為溶液并再次凝固為硅錠后，硅錠在坩堝內(nèi)的錠高；根據(jù)錠高在坩堝的側(cè)壁得到錠高線；以錠高線為基準(zhǔn)在坩堝的側(cè)壁得到涂刷區(qū)域，其中，錠高線位于涂刷區(qū)域內(nèi)；在涂刷區(qū)域涂覆硅溶膠。通過在坩堝的側(cè)壁的涂刷區(qū)域內(nèi)涂覆硅溶膠，能夠減少硅錠中的雜質(zhì)含量和有效防止硅錠粘鍋的情況發(fā)生。

技術(shù)研發(fā)人員：劉廣梅,劉丹,張華利,汪晨
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇協(xié)鑫硅材料科技發(fā)展有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/12