專利名稱：?jiǎn)尉t用熱屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及單晶爐熱系統(tǒng)中的一個(gè)重要裝置，具體是一種單晶爐用熱屏。
背景技術(shù)：
最早直拉硅單晶的熱系統(tǒng)是開(kāi)放式的，主要靠加熱器的形狀結(jié)構(gòu)輔以外保溫筒保 溫形成的熱場(chǎng)拉制硅單晶。現(xiàn)在的熱場(chǎng)已經(jīng)升級(jí)為閉式的系統(tǒng)，包括石墨堝、加熱器、保溫 筒、保溫蓋、保溫材料及熱屏、爐底盤等，爐底盤的底部和周圍為保溫材料，保溫筒及保溫筒 外側(cè)的保溫材料支撐在爐底盤上，上、下保溫蓋安裝在保溫筒上，熱屏安裝在保溫蓋的蓋口 內(nèi)。熱屏的使用使熱系統(tǒng)成為封閉式熱系統(tǒng)，同時(shí)配以上、下保溫蓋的使用，有效的減小了 熱能損耗，保證熱能的充分利用；另外，熱屏的存在要能夠引導(dǎo)氬氣呈定向流動(dòng)，保證硅液 及晶體周圍總是充滿最新鮮的氬氣，使硅單晶在周圍氣氛保護(hù)下生長(zhǎng)。但是現(xiàn)在的熱屏屏 蔽效果不是很好，氬氣的定向流動(dòng)速度最高只能達(dá)到2-8m/s，在單晶硅的生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生 的SiO等雜質(zhì)會(huì)沉積在外熱屏下頂部，影響硅單晶的生長(zhǎng)環(huán)境，進(jìn)而影響硅單晶的收率及 質(zhì)量。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了改善屏蔽效果，提高硅單晶的生長(zhǎng)速度以 及排除生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的SiO等雜質(zhì)，提供一種單晶爐用熱屏。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種單晶爐用熱屏，具有外熱
屏、內(nèi)熱屏以及位于外熱屏和內(nèi)熱屏之間的保溫層，外熱屏和內(nèi)熱屏固定連接，外熱屏的錐
度為0. 16-0. 23，內(nèi)熱屏的錐度為0. 52-0. 63。 所述的內(nèi)熱屏和外熱屏均采用等靜壓石墨制成。 所述的保溫層的材料為軟氈。 本實(shí)用新型的有益效果是通過(guò)調(diào)整內(nèi)外熱屏錐度，改變保溫層厚度，使屏蔽效果 更佳，硅單晶生長(zhǎng)速度更快；外熱屏錐度變小，外熱屏底部略平，增大了氬氣流速，增強(qiáng)了 Si0等雜質(zhì)的揮發(fā)，改善了硅單晶的生長(zhǎng)環(huán)境，提高了硅單晶收率及質(zhì)量。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是熱屏改進(jìn)前后通過(guò)模擬得到的晶體軸線上溫度分布圖。 圖3是熱屏改進(jìn)前后通過(guò)模擬得到的熔體軸線上溫度分布圖。 其中1.外熱屏，2.內(nèi)熱屏，3.保溫層，4.鉬螺絲，5.保溫蓋。
具體實(shí)施方式如圖1所示， 一種單晶爐用熱屏，具有外熱屏1、內(nèi)熱屏2以及位于外熱屏1和內(nèi)熱
3屏2之間的保溫層3，內(nèi)熱屏2的錐度變大，外熱屏1錐度變小，保溫層3變厚，內(nèi)熱屏2錐 度為0. 52-0. 63，外熱屏1的錐度為0. 16-0. 23，內(nèi)熱屏2和外熱屏1均采用等靜壓石墨制 成，中間保溫層3的材料為軟氈。使用時(shí)先將外熱屏1、內(nèi)熱屏2對(duì)位預(yù)安裝，然后在外熱屏 1、內(nèi)熱屏2之間填加所需要的軟氈層，填完后合上外熱屏1和內(nèi)熱屏2，通過(guò)鉬螺絲4進(jìn)行 固定，整個(gè)熱屏組裝好后安放在保溫蓋5內(nèi)口上，這樣就形成一個(gè)封閉式的有利于硅單晶 生長(zhǎng)的熱系統(tǒng)。 本實(shí)用新型中一個(gè)技術(shù)特征是外熱屏1錐度變小、內(nèi)熱屏2錐度變大，這使得保溫 層3更厚，熱屏的屏蔽效果更佳，熱場(chǎng)的縱向溫度梯度更大，硅單晶生長(zhǎng)速度更快。為了證 明本熱屏的上述有效性，在這里我們通過(guò)STR模擬軟件建立了一個(gè)模型，通過(guò)模擬得到了 改進(jìn)前后晶體軸線上溫度分布圖圖3和改進(jìn)前后熔體軸線上溫度分布圖圖4，由圖3可知， 改進(jìn)后液固界面處晶體的溫度梯度較改進(jìn)前的溫度梯度大；由圖4可知，改進(jìn)前后液固界 面處熔體的溫度梯度基本不變；根據(jù)方程
1
義
5 r,
/1
3 r. 計(jì)算得知改進(jìn)后晶體生長(zhǎng)速度增大，實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果也驗(yàn)證了模擬結(jié)果是正確的。 本實(shí)用新型中另一個(gè)技術(shù)特征是外熱屏1底部的設(shè)計(jì)略變平、外熱屏1錐度變小， 這兩者的變化壓縮了外熱屏1與石墨堝壁之間的間距，使得流經(jīng)此處的氬氣流速加快(模 擬結(jié)果顯示氬氣平均流速由改進(jìn)前的2-8m/s增大到3-10m/s)，硅熔化及硅單晶生長(zhǎng)過(guò)程 中產(chǎn)生的SiO及其它雜質(zhì)更容易被帶走，以致這些雜質(zhì)在外熱屏1下頂部沉積的量減少，即 使有少量沉積，由于流道開(kāi)口面積減小，SiO等雜質(zhì)掉入熔池中的概率也減小，從而改善了 硅單晶的生長(zhǎng)環(huán)境，有利于硅單晶在良好晶格的狀態(tài)下生長(zhǎng)，提高硅單晶收率及質(zhì)量，具有 很好的推廣利用價(jià)值。
權(quán)利要求一種單晶爐用熱屏，具有外熱屏(1)、內(nèi)熱屏(2)以及位于外熱屏(1)和內(nèi)熱屏(2)之間的保溫層(3)，外熱屏(1)和內(nèi)熱屏(2)固定連接，其特征是外熱屏(1)的錐度為0.16-0.23，內(nèi)熱屏(2)的錐度為0.52-0.63。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的單晶爐用熱屏，其特征是所述的內(nèi)熱屏(2)和外熱屏(1)均 采用等靜壓石墨制成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的單晶爐用熱屏，其特征是所述的保溫層(3)的材料為軟氈。
專利摘要本實(shí)用新型涉及單晶爐熱系統(tǒng)中的一個(gè)重要裝置，具體是一種單晶爐用熱屏。它具有外熱屏、內(nèi)熱屏以及位于外熱屏和內(nèi)熱屏之間的保溫層，外熱屏和內(nèi)熱屏固定連接，外熱屏的錐度為0.16-0.23，內(nèi)熱屏的錐度為0.52-0.63。通過(guò)調(diào)整內(nèi)外熱屏錐度，改變保溫層厚度，使屏蔽效果更佳，硅單晶生長(zhǎng)速度更快；外熱屏錐度變小，外熱屏底部略平，增大了氬氣流速，增強(qiáng)了SiO等雜質(zhì)的揮發(fā)，改善了硅單晶的生長(zhǎng)環(huán)境，提高了硅單晶收率及質(zhì)量。
文檔編號(hào)C30B15/14GK201506845SQ20092004916
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月16日
發(fā)明者袁偉進(jìn), 黃強(qiáng) 申請(qǐng)人:常州天合光能有限公司