專利名稱：連續(xù)直拉單晶爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種制 備單晶爐的生產(chǎn)裝置，特別是連續(xù)直拉單晶爐。
背景技術(shù)：
目前，利用直拉單晶爐生產(chǎn)單晶爐的技術(shù)已經(jīng)比較成熟，當下對單晶硅的核心技術(shù)應(yīng)該是如何降低設(shè)備的制造成本，一般可以通過兩種方法ー是降低功耗，ニ提高拉晶速度，但是如果使用一方面的簡單設(shè)計，會帶來晶體質(zhì)量上的問題，例如如圖I所示是目前現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖，專利申請?zhí)?01020182937. 2中公開了直拉硅單晶爐裝置，該裝置中在爐腔16中硅熔體14上方設(shè)置ー個兩端開ロ的罩體5，使得在單晶硅生長過程中，所述的單晶硅是從罩體5內(nèi)沿著罩體5向上生長，惰性氣體通過副室I流向罩體5，再沿著罩體5向硅熔體14液面流動，最終經(jīng)排氣ロ 12排出。雖然提高了晶體硅的濃度但是在拉晶過程中由于散熱的問題使得拉晶速度不是很好，沒有降低功耗，同時在產(chǎn)生過程中單晶爐內(nèi)的一氧化硅雜志和石英坩堝11的氧和硅成分會和石墨坩堝反應(yīng)，生成一氧化硅，ニ氧化硅，碳化娃等，從而造成對石星i甘禍10的侵蝕，降低了石星i甘禍10的壽命，提聞廣生成本。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種降低功耗、提高晶體拉晶速度及濃度、降低成本的連續(xù)直拉單晶爐。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所設(shè)計的連續(xù)直拉單晶爐，包括副室、熱屏和爐腔，其中在爐腔中設(shè)有熱屏支撐板、保溫層、加熱器、石英坩堝、石墨坩堝和排氣ロ，所述石英坩堝中設(shè)有硅熔體，在硅熔體上方設(shè)有ー兩端開ロ的罩體，罩體上端與副室連接，罩體下端開ロ與硅熔體液面保持一段距離，其特征是所述熱屏包括斷熱材、熱屏罩和反射板，熱屏罩覆蓋于斷熱材的外側(cè)，斷熱材的內(nèi)側(cè)設(shè)有反射板，反射板環(huán)繞硅晶棒，反射板與斷熱材之間無縫隙，在熱屏上方兩側(cè)各設(shè)有ー導(dǎo)流管，所述導(dǎo)流管形成倒圓臺的結(jié)構(gòu)，在石英坩堝與石墨坩堝之間設(shè)有石墨紙。利用罩體、導(dǎo)流管以及熱屏的設(shè)計，提高了產(chǎn)品拉晶速度及濃度，降低了成本。所述石墨紙鋪滿石英坩堝與石墨坩堝之間的整個縫隙，提高石墨坩堝的使用壽命，降低功耗與成本。所述熱屏呈倒圓臺型，所述副室上設(shè)有托臺，在罩體上端邊緣設(shè)有凸緣，在凸緣上設(shè)有吊環(huán)，吊環(huán)與托臺配合，用于固定罩體。所述排氣ロ設(shè)于爐腔靠近底部的兩側(cè)，所述保溫層設(shè)于加熱器外，使得設(shè)計結(jié)構(gòu)
合理、簡單。本實用新型得到的連續(xù)直拉單晶爐，利用罩體、導(dǎo)流管以及熱屏的設(shè)計，提高了產(chǎn)品拉晶速度及濃度，降低了成本，同時利用石墨紙，提高了石墨坩堝的使用壽命，降低功耗和成本，電路的整體設(shè)計結(jié)構(gòu)合理、簡單。
圖I是現(xiàn)有技術(shù)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是實施例I的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2結(jié)構(gòu)示意圖中熱屏7的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中副室I、吊環(huán)2、托臺3、凸緣4、罩體5、熱屏支撐板6、熱屏7、籽晶8、硅晶棒9、石英坩堝10、石墨坩堝11、排氣ロ 12、加熱器13、硅熔體14、保溫層15、爐腔16、導(dǎo)流管17、石墨紙18、熱屏罩71、斷熱材72、反射板73。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進ー步說明。實施例如圖2所示，本實用新型提供的連續(xù)直拉單晶爐，包括副室I、熱屏7和爐腔16，其中在爐腔16中設(shè)置有熱屏支撐板6、保溫層15、加熱器13、石英坩堝10、石墨坩堝11和排氣ロ 12,石英；t甘禍10中設(shè)置有娃熔體14,在娃熔體14上方設(shè)置有一兩端開ロ的罩體5,罩體5上端與副室I連接，罩體5下端開ロ與硅熔體14液面保持一段距離。熱屏7包括斷熱材72、熱屏罩71和反射板73，熱屏罩71覆蓋于斷熱材72的外側(cè)，斷熱材72的內(nèi)側(cè)設(shè)有反射板73，反射板73環(huán)繞硅晶棒9，反射板73與斷熱材71之間無縫隙，上述結(jié)構(gòu)中所述的反射板采用即使處于高溫中很長時間也基本保持不變的材質(zhì)，為了提高反射熱量的效果采用鏡面處理的反射板73，在熱屏7上方兩側(cè)各設(shè)有ー導(dǎo)流管17，導(dǎo)流管17形成倒圓臺的結(jié)構(gòu)，在石英坩堝10與石墨坩堝11之間設(shè)置有石墨紙18。石墨紙18鋪滿石英坩堝10與石墨坩堝11之間的整個縫隙，在具體安裝過程中將石墨紙18安裝在石墨坩堝與石英坩堝的之間，將熱屏7設(shè)置呈倒圓臺型，副室I上設(shè)置有托臺3，罩體5上端邊緣處設(shè)置有凸緣4，在凸緣4上設(shè)置有吊環(huán)2，吊環(huán)2與托臺3配合。排氣ロ 12設(shè)置于爐腔靠近底部的兩側(cè)，保溫層15設(shè)置于加熱器13タト，通過托臺3與凸緣4上的吊環(huán)2的配合支撐罩體5，將其固定與副室I上，通過熱屏支撐板6來固定支撐熱屏7，將其固定與保溫層15的上端開ロ處。具體工作時在單晶硅拉制的過程中，氬氣從副室I流經(jīng)罩體5，由于罩體5的存在，因此在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)大部分被罩體5分隔于罩體5外部,只有小量進入罩體5,同時隨著氣體直接流向罩體5，使之很快夾帶著雜質(zhì)從罩體5下端流出，然后經(jīng)排氣ロ 12排出爐腔16，從而使得拉制的單晶硅的純度提高。由于熱屏7使用了斷熱板72和反射板73，通過將硅晶棒9表面的輻射熱向上反射，達到了提高硅晶棒冷卻效果，從而提高拉晶速度，進而達到縮短拉晶時間，實現(xiàn)連續(xù)拉制效果，而且由于導(dǎo)流管17與熱屏7都是設(shè)置呈倒圓臺的結(jié)構(gòu)，熱屏7呈倒圓臺的結(jié)構(gòu)有效的減少了熱源對硅晶棒9的軸向溫度梯度増大，而硅熔體14的軸向溫度梯度基本不變，同時熱屏7與導(dǎo)流管17形成一定的錐度，氬氣流道呈漸縮趨勢，氬氣平均流速増大，有利于將剩余的氣體雜質(zhì)在壁面沉積并落入硅熔體14，從而更好的提高產(chǎn)品的質(zhì)量。通過罩體5與熱屏7的雙重的配合，從而不増加發(fā)生錯位的概率，提高了提晶速度，從而更好的提高產(chǎn)品的質(zhì)量。
權(quán)利要求1.一種連續(xù)直拉單晶爐，包括副室⑴、熱屏(7)和爐腔(16)，其中在爐腔(16)中設(shè)有熱屏支撐板(6)、保溫層(15)、加熱器(13)、石英坩堝(10)、石墨坩堝(11)和排氣口(12)，所述石英坩堝(10)中設(shè)有硅熔體(14)，在硅熔體(14)上方設(shè)有一兩端開口的罩體(5)，罩體(5)上端與副室(I)連接，罩體(5)下端開口與硅熔體(14)液面保持一段距離，其特征是所述熱屏(7)包括斷熱材(72)、熱屏罩(71)和反射板(73)，熱屏罩(71)覆蓋于斷熱材(72)的外側(cè)，斷熱材(72)的內(nèi)側(cè)設(shè)有反射板(73)，反射板(73)環(huán)繞硅晶棒(9)，反射板(73)與斷熱材(71)之間無縫隙，在熱屏(7)上方兩側(cè)各設(shè)有一導(dǎo)流管(17)，所述導(dǎo)流管(17)形成倒圓臺的結(jié)構(gòu)，在石英坩堝(10)與石墨坩堝(11)之間設(shè)有石墨紙(18)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連續(xù)直拉單晶爐，其特征是所述石墨紙(18)鋪滿石英坩堝 (10)與石墨坩堝(11)之間的整個縫隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的連續(xù)直拉單晶爐，其特征是所述熱屏(7)呈倒圓臺型，所述副室(I)上設(shè)有托臺(3)，在罩體(5)上端邊緣設(shè)有凸緣(4)，在凸緣(4)上設(shè)有吊環(huán)(2)，吊環(huán)⑵與托臺(3)配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的連續(xù)直拉單晶爐，其特征是所述排氣口(12)設(shè)于爐腔(16)靠近底部的兩側(cè)，所述保溫層(15)設(shè)于加熱器(13)夕卜。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連續(xù)直拉單晶爐，其特征是所述排氣口(12)設(shè)于爐腔(16)靠近底部的兩側(cè)，所述保溫層(15)設(shè)于加熱器(13)夕卜。
專利摘要本實用新型公開了一種連續(xù)直拉單晶爐，包括副室、熱屏和爐腔，其中在爐腔中設(shè)有熱屏支撐板、保溫層、加熱器、石英坩堝、石墨坩堝和排氣口，所述石英坩堝中設(shè)有硅熔體，在硅熔體上方設(shè)有一兩端開口的罩體，罩體上端與副室連接，罩體下端開口與硅熔體液面保持一段距離，其特征是所述熱屏包括斷熱材、熱屏罩和反射板，熱屏罩覆蓋于斷熱材的外側(cè)，斷熱材的內(nèi)側(cè)設(shè)有反射板，反射板環(huán)繞硅晶棒，反射板與斷熱材之間無縫隙，在熱屏上方兩側(cè)各設(shè)有一導(dǎo)流管，所述導(dǎo)流管形成倒圓臺的結(jié)構(gòu)，在石英坩堝與石墨坩堝之間設(shè)有石墨紙。本實用新型得到的連續(xù)直拉單晶爐，整體設(shè)計結(jié)構(gòu)合理、簡單，提高產(chǎn)品拉晶速度及濃度，延長石墨坩堝的使用壽命，降低了成本及功耗。
文檔編號C30B15/00GK202401161SQ20112057528
公開日2012年8月29日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者鐘平 申請人:寧波科論太陽能有限公司