專利名稱：一種單晶硅爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及單晶硅技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種單晶硅爐。
背景技術(shù)：
單晶硅爐是光伏行業(yè)的中上游的關(guān)鍵設(shè)備，主要用于太陽能級單晶硅棒的大生產(chǎn)。目前，主要采用直拉法生產(chǎn)單晶硅，具體過程包括把高純度的多晶硅原料放入高純石英坩堝，通過石墨加熱器產(chǎn)生的高溫將其熔化；然后，對熔化的硅液稍做降溫，使之產(chǎn)生一定的過冷度，再用一根固定在籽晶軸上的硅單晶體(稱作籽晶)插入熔體表面，待籽晶與熔體熔和后，慢慢向上拉籽晶，晶體便會在籽晶下端生長；接著，控制籽晶生長出一段長為IOOmm左右、直徑為3 5mm的細頸，用于消除高溫溶液對籽晶的強烈熱沖擊而產(chǎn)生的原子排列的位錯，這個過程就是引晶；隨后，放大晶體直徑到工藝要求的大小，一般為75 300mm，這個過程稱為放肩；接著，突然提高拉速進行轉(zhuǎn)肩操作，使肩部近似直角；然后，進入等徑工藝，通過控制熱場溫度和晶體提升速度，生長出一定直徑規(guī)格大小的單晶柱體；最后，待大部分硅溶液都已經(jīng)完成結(jié)晶時，再將晶體逐漸縮小而形成一個尾形錐體，稱為收尾工藝。這樣一個單晶拉制過程就基本完成，進行一定的保溫冷卻后就可以取出。其中，生產(chǎn)的單晶硅需要達到用于生產(chǎn)太陽能電池的品質(zhì)要求。單晶爐是一種適用于長時間連續(xù)工作，高精度、高可靠性、自動化程度高的智能化大生產(chǎn)設(shè)備。目前，單晶爐基本都采用直拉法，該技術(shù)落后、且產(chǎn)能很低。而且，現(xiàn)有技術(shù)的單晶硅爐基本裝料在200kg之內(nèi)，生產(chǎn)周期長，能耗高，操作復(fù)雜。

實用新型內(nèi)容本實用新型實施例提供的一種單晶硅爐，可以降低顯示面板的制作成本，延長顯示面板的使用壽命。本實用新型實施例提供一種單晶硅爐，包括定向塊；位于所述定向塊上的石墨墊板；位于所述石墨墊板上的坩堝；將所述石墨墊板、所述定向塊和所述坩堝罩在內(nèi)部的隔熱籠；向所述隔熱籠內(nèi)加熱的加熱器；探測所述隔熱籠內(nèi)溫度的傳感器；其中，所述定向塊與石墨墊板的接觸面積小于所述石墨墊板的下表面面積。較佳的，所述定向塊底部上具有至少一個散熱部件。較佳的，所述散熱部件為散熱螺桿和散熱螺孔結(jié)構(gòu)，或者為散熱孔結(jié)構(gòu)。較佳的，所述定向塊在垂直方向的截面為凸字形。較佳的，所述定向塊與所述石墨墊板之間的空隙填充隔熱的固化碳氈。較佳的，所述坩堝的承受重量值大于800公斤。[0018]較佳的，所述加熱器位于所述坩堝四個側(cè)面和上表面的外部。較佳的，所述傳感器位于所述坩堝的正上方。較佳的，所述隔熱籠具有六面，均由固化碳氈構(gòu)成。 較佳的，所述隔熱籠的側(cè)壁為可拉起結(jié)構(gòu)。本實用新型實施例提供的單晶硅爐，通過將定向塊設(shè)計為凸字形或類似結(jié)構(gòu)，再用固化碳氈補充定向塊和石墨墊板之間的空隙，這樣隔熱籠拉起后坩堝中間區(qū)域散熱較快，兩側(cè)區(qū)域散熱較慢，由此坩堝內(nèi)的中央?yún)^(qū)域固液相交處的位置比較高，邊緣區(qū)域固液相交處的位置比較低。這樣可以提高單晶硅爐生產(chǎn)單晶硅片的效率。另外，定向塊底部增加散熱螺桿，增強局部的散熱性。

圖I為本實用新型實施例中單晶硅爐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例中石墨墊板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型另一實施例中單晶硅爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型實施例作進一步詳細描述。本實用新型實施例提供了一種單晶硅爐，如圖I所示，其具體包括定向塊11;位于所述定向塊11上的石墨墊板12 ;位于所述石墨墊板12上的坩堝13 ；將所述石墨墊板12、所述定向塊11和所述坩堝13罩在內(nèi)部的隔熱籠14 ；向所述隔熱籠14內(nèi)加熱的加熱器15 ；探測所述隔熱籠14內(nèi)溫度的傳感器16 ；其中，所述定向塊11與石墨墊板12的接觸面積小于所述石墨墊板12的下表面面積。具體的，本實用新型實施例中在石墨墊板12上放置坩堝13，并且四周具有隔熱籠14，以便保持坩堝13內(nèi)的溫度。在使用該單晶硅爐生產(chǎn)單晶硅片時，先將原料放在坩堝13中并使用隔熱籠14封閉。然后，采用坩堝13外側(cè)的加熱器15對原料進行加熱，同時采用傳感器16探測坩堝13內(nèi)的溫度。在對坩堝13中的原料加熱的過程中，可以向上拉起隔熱籠14改變坩堝13內(nèi)的溫度梯度，進而控制坩堝13內(nèi)原料的長晶速度。較佳的，定向塊11在垂直方向的截面為凸字形，其在垂直方向的截面還可以為其他符合條件的形狀，如梯形等。如圖2所示，該定向塊11底部上還可以具有至少一個散熱部件17，可以用于加快散熱速度。較佳的，該散熱部件17為散熱螺桿和散熱螺孔結(jié)構(gòu)，或者為散熱孔結(jié)構(gòu)。較佳的，如圖3所示，在圖2的基礎(chǔ)上，定向塊11與石墨墊板12之間的空隙可以填充隔熱的固化碳氈18。這樣，這樣隔熱籠拉起后坩堝中間區(qū)域散熱較快，兩側(cè)區(qū)域散熱較慢，由此坩堝內(nèi)的中央?yún)^(qū)域固液相交處的位置比較高，邊緣區(qū)域固液相交處的位置比較低。較佳的，上述坩堝13的尺寸為1050mm*1050mm*480mm。坩堝13的承受重量值大于800公斤，也就是可以在該坩堝13上放置大于800公斤的原料。較佳的，上述加熱器15位于坩堝13四個側(cè)面和上表面的外部，由此可以確保加熱的均勻度。在實際使用中，該加熱器15的位置可以做出調(diào)整，例如僅在坩堝13的四個側(cè)面放置加熱器15。而且，該加熱器15的形狀可以為長條狀并以彎曲狀態(tài)放置或者以其他形狀放置。較佳的，上述傳感器16位于坩堝13的正上方，這樣可以較為準(zhǔn)確的獲取坩堝13中的溫度值，以便為調(diào)整加熱器15供給的熱量提供依據(jù)。較佳的，上述隔熱籠14具有六面，均由固化碳氈構(gòu)成。該隔熱籠14的頂部和側(cè)面為可拉起結(jié)構(gòu)。而且，其側(cè)壁可以為一體結(jié)構(gòu)，也可以通過其他部件固定連接在一起。通過上述描述，可以看出，本實用新型實施例提供的單晶硅爐，通過將定向塊設(shè)計 為凸字形或類似結(jié)構(gòu)，再用固化碳氈補充定向塊和石墨墊板之間的空隙，這樣隔熱籠拉起后坩堝中間區(qū)域散熱較快，兩側(cè)區(qū)域散熱較慢，由此坩堝內(nèi)的中央?yún)^(qū)域固液相交處的位置比較高，邊緣區(qū)域固液相交處的位置比較低。這樣可以提高單晶硅爐生產(chǎn)單晶硅片的效率。另外，定向塊底部增加散熱螺桿，增強局部的散熱性。下面通過具體實施例對本實用新型實施例提供的單晶硅爐進行詳細說明。首先，將生產(chǎn)單晶硅片的原料放置在坩堝中，該原料的總重量可以大于800公斤，較佳值為800公斤。其中，該坩堝位于石墨墊板上，并且兩者均被罩在隔熱籠內(nèi)。其中，定向塊與石墨墊板的接觸面積小于所述石墨墊板的下表面面積。然后，在隔熱籠閉合的狀態(tài)下，啟動坩堝外側(cè)的加熱器對坩堝進行加熱。其中，該加熱器位于坩堝的外表面，具體的，可以位于四個側(cè)面和上表面的外部。在加熱的過程中，傳感器實時或定時的獲取坩堝的溫度值，并由此作為調(diào)整加熱器功率等參數(shù)的依據(jù)。此外，還可以通過控制隔熱籠的開度，進而控制坩堝的溫度值。當(dāng)將隔熱籠向上拉起時，由于定向塊與石墨墊板的接觸面積小于石墨墊板的下表面面積，而且，用固化碳租補充定向塊和石墨墊板之間的空隙，這樣隔熱籠拉起后坩堝中間區(qū)域散熱較快，兩側(cè)區(qū)域散熱較慢，由此坩堝內(nèi)的中央?yún)^(qū)域固液相交處的位置比較高，邊緣區(qū)域固液相交處的位置比較低。這樣可以提高單晶硅爐生產(chǎn)單晶硅片的效率。同時，可以在定向塊的底部設(shè)置散熱部件，例如散熱螺桿和散熱螺孔結(jié)構(gòu)，或者為散熱孔結(jié)構(gòu)。最后，生產(chǎn)出單晶硅錠后，經(jīng)過切割過程獲得多個單晶硅片。通過上述描述，可以看出，本實用新型實施例提供的單晶硅爐，通過將定向塊設(shè)計為凸字形或類似結(jié)構(gòu)，再用固化碳氈補充定向塊和石墨墊板之間的空隙，這樣隔熱籠拉起后坩堝中間區(qū)域散熱較快，兩側(cè)區(qū)域散熱較慢，由此坩堝內(nèi)的中央?yún)^(qū)域固液相交處的位置比較高，邊緣區(qū)域固液相交處的位置比較低。這樣可以提高單晶硅爐生產(chǎn)單晶硅片的效率。另外，定向塊底部增加散熱螺桿，增強局部的散熱性。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種單晶硅爐，其特征在于，包括 定向塊； 位于所述定向塊上的石墨墊板； 位于所述石墨墊板上的坩堝； 將所述石墨墊板、所述定向塊和所述坩堝罩在內(nèi)部的隔熱籠； 向所述隔熱籠內(nèi)加熱的加熱器； 探測所述隔熱籠內(nèi)溫度的傳感器； 其中，所述定向塊與石墨墊板的接觸面積小于所述石墨墊板的下表面面積。
2.如權(quán)利要求I所述的單晶硅爐，其特征在于，所述定向塊底部上具有至少一個散熱部件。
3.如權(quán)利要求2所述的單晶硅爐，其特征在于，所述散熱部件為散熱螺桿和散熱螺孔結(jié)構(gòu)，或者為散熱孔結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1-3中任一所述的單晶硅爐，其特征在于，所述定向塊在垂直方向的截面為凸字形。
5.如權(quán)利要求I所述的單晶硅爐，其特征在于，所述定向塊與所述石墨墊板之間的空隙填充隔熱的固化碳氈。
6.如權(quán)利要求I或5所述的單晶硅爐，其特征在于，所述坩堝的承受重量值大于800公斤。
7.如權(quán)利要求I所述的單晶硅爐，其特征在于，所述加熱器位于所述坩堝四個側(cè)面和上表面的外部。
8.如權(quán)利要求I所述的單晶硅爐，其特征在于，所述傳感器位于所述坩堝的正上方。
9.如權(quán)利要求I所述的單晶硅爐，其特征在于，所述隔熱籠具有六面，均由固化碳氈構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求9所述的單晶硅爐，其特征在于，所述隔熱籠的側(cè)壁為可拉起結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型實施例涉及單晶硅技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種單晶硅爐，包括定向塊；位于所述定向塊上的石墨墊板；位于所述石墨墊板上的坩堝；將所述石墨墊板、所述定向塊和所述坩堝罩在內(nèi)部的隔熱籠；向所述隔熱籠內(nèi)加熱的加熱器；探測所述隔熱籠內(nèi)溫度的傳感器；其中，所述定向塊與石墨墊板的接觸面積小于所述石墨墊板的下表面面積。本實用新型實施例提供的一種單晶硅爐，通過將坩堝下面的石墨定向塊設(shè)計為凸字形或類似結(jié)構(gòu)，再用固化碳氈補充其空隙，減少其與坩堝的接觸面積，以便在隔熱籠拉起散熱時更好的控制坩堝內(nèi)的溫度梯度，提高單晶硅爐生產(chǎn)單晶硅片的效率。另外，定向塊底部增加散熱螺桿，增強局部的散熱性。
文檔編號C30B15/00GK202519360SQ201220029049
公開日2012年11月7日 申請日期2012年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月29日
發(fā)明者王軍, 王楠, 郭大偉 申請人:北京京運通科技股份有限公司