多晶硅电磁冷坩埚连续熔铸技术

zhaohongm

由于电磁冷坩埚连续熔铸技术的高效率性、对材料的无污染性及低成

性，其对太阳能级多晶硅锭的制备具有重要意义。本论文在实验室原有

备、经验和技术的基础上，对于多晶硅电磁冷坩埚连续熔铸技术进行了探

性的研究，解决了工艺过程中出现的一些问题，最终拉制出了一定长度、

面质量及内部组织良好的多晶硅锭。

设计加工了适用于颗粒料连续送料的活塞式加料器。并通过在活塞送

口端加上搅拌小电机，有效解决了活塞送料过程中的颗粒料于送料口端

积、时而大股塌料的问题，实现了真空室内送料速度可控的连续均匀送料

对连续抽拉工艺过程进行了研究分析，通过不同启熔底托材质、预热

面形状、所处位置及初始底料预置量的对比实验研究及理论分析，确定出

底托材质为石墨、端面为倒圆锥形、上端面处于感应线圈第2匝及预置1

底料的最佳启熔条件；通过送料及加热功率的合理控制，减少了熔池熄灭

熔体飞溅等熔池不稳定现象的出现；通过扩大螺纹直径及变截面的方法解

了连续抽拉过程中底托沿螺纹处被拉断的问题，从而确保了拉锭工艺的顺

进行。

最后，综合利用宏观及微观分析方法，对多晶硅凝固缺陷及组织进行

研究，分析了各种缺陷的形成过程及影响因素，发现了多晶硅锭中明显的

区组织。即沿径向分为表层细晶区、中间过渡区及中心定向区；轴向分为

始启熔凝固区、稳态生长区及最终驼峰凝固区。研究了抽拉速度对多晶硅

固组织的影响规律。研究表明，随着抽拉速度的提高，凝固界面下凹程度

大，结晶晶粒尺寸变小。

关键词多晶硅；电磁冷坩埚；连续熔铸；凝固界面