CN105154967A - 一种制备区熔单晶的凸台线圈 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种制备区熔单晶的凸台线圈，包括线圈、冷却水管和吹气气路，所述冷却水管嵌入所述线圈的骨架内，所述线圈为中心带有线圈眼的圆环形结构，上表面设置有一个向所述线圈内部凹陷的环状台阶，所述台阶上为平面，且设有一环状凸台，所述台阶底部一端与所述线圈内圆上边沿连接成向下倾斜的斜面，所述线圈下表面为向线圈中心上方倾斜的斜面，所述吹气气路从外侧水平穿入，经过所述线圈的下半部分，从其下表面穿出。本发明的有益效果是：本线圈可以提供一个稳定均匀的生长热场，使熔硅下行顺畅、成晶率和设备稼动率高，避免多晶硅料边缘长刺、熔区凝固、熔区出腰带等情况发生。

Description

一种制备区熔单晶的凸台线圈

技术领域

本发明属于区熔硅单晶领域，尤其是涉及一种制备区熔单晶的凸台线圈。

背景技术

区熔硅单晶在生长过程中的热场及单晶生长的稳定性非常重要。在单晶制备期过程中易出现多晶硅料边缘长刺、熔区凝固、熔区出腰带等情况，都将会中断单晶的制备过程，降低设备的生产效率。因此，一个稳定均匀的生长热场对区熔单晶硅制备是十分重要的。热场的核心部件是加热线圈，常规斜面线圈在使用大直径多晶料时易出现熔硅下行不畅，出刺现象，影响成晶率及设备稼动率。

发明内容

本发明旨在设计提供一种热场均匀、熔硅下行顺畅、成晶率高的区熔法制备硅单晶的加热线圈。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种制备区熔单晶的凸台线圈，包括线圈，所述线圈为中心带有线圈眼的圆环形结构，上表面设置有一个向所述线圈内部凹陷的环状台阶，所述台阶上为环形平面，所述平面上设有一同心的环状凸台，所述台阶底部一端与所述线圈内圆上边沿连接成向下倾斜的斜面，所述线圈下表面为向线圈中心上方倾斜的斜面。

优选地，还包括吹气气路，所述吹气气路从所述线圈外侧水平穿入，经过所述线圈的下半部分，从其倾斜的下表面穿出。

优选地，所述线圈上开有以所述线圈眼为中心的贯通上下表面的十字切缝，其中一个切缝延伸至所述线圈外，与连接电极的法兰连接，另外三个切缝位于所述凸台内。

优选地，还包括冷却水管，所述冷却水管嵌入所述线圈的骨架内。

优选地，所述冷却水管在所述线圈内呈环状分布。

优选地，所述线圈为单匝平板结构。

本发明具有的优点和积极效果是：本线圈可以提供一个稳定均匀的生长热场，使熔硅下行顺畅、成晶率和设备稼动率高，避免多晶硅料边缘长刺、熔区凝固、熔区出腰带等情况发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的俯视图；

图2是本发明的截面处。

图中：

1、线圈2、冷却水管3、吹气气路4、法兰

11、线圈眼12、十字切缝13、凸台

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示装置件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及高度的三维空间尺寸。

如图1和图2所示，本发明包括单匝平板结构的线圈1、冷却水管2和吹气气路3，所述冷却水管2嵌入所述线圈1的骨架内呈环状分布，可以提高水冷却的效果。

所述线圈1为中心带有线圈眼11的圆环形结构，上表面设置有一个向线圈1内部凹陷的环状台阶，所述台阶上为环形平面，且所述台阶上面设有一同心的环状凸台13，所述台阶底部一端与所述线圈1内圆上边沿连接成向下倾斜的斜面，所述线圈1下表面为向线圈中心上方倾斜的斜面。凸台13使所述用于区熔法制备硅单晶的加热线圈局部产生的电磁场增强，凸起台阶利用尖角效应，增强线圈的化料能力，避免较大直径尺寸的多晶硅外沿出现毛刺多晶熔化界面平坦且由外向内倾斜，熔化界面熔硅趋于流向熔区中心，增加了熔硅的流动性。

所述吹气气路3从外侧水平穿入，经过所述线圈1的下半部分，从其下表面穿出，是在线圈1内部预留的通掺杂气的气路。所述线圈1上开有以所述线圈眼11为中心的贯通上下表面的十字切缝12，沿顺时针方向分别为第一切缝、第二切缝、第三切缝和第四切缝，所述第一切缝延伸至所述线圈1外，与连接电极的法兰4连接，另外三个切缝位于所述凸台13内。在单晶制备过程中，开启掺杂气体，掺杂气和惰性气体的混合气体通过所述线圈1上预留的所述吹气气路3进入炉膛，直接作用在熔体区域，对单晶进行掺杂；所述吹气气路3保证了进入炉膛的气体的浓度和压力，不会对入炉的气体造成干扰；掺杂气直接作用在熔体部分，提高了硅单晶的掺杂效率。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种制备区熔单晶的凸台线圈，其特征在于：包括线圈(1)，所述线圈(1)为中心带有线圈眼(11)的圆环形结构，上表面设置有一个向所述线圈(1)内部凹陷的环状台阶，所述台阶上为环形平面，所述平面上设有一同心的环状凸台(13)，所述台阶底部一端与所述线圈(1)内圆上边沿连接成向下倾斜的斜面，所述线圈(1)下表面为向线圈中心上方倾斜的斜面。

2.根据权利要求1所述的制备区熔单晶的凸台线圈，其特征在于：还包括吹气气路(3)，所述吹气气路(3)从所述线圈(1)外侧水平穿入，经过所述线圈(1)的下半部分，从其倾斜的下表面穿出。

3.根据权利要求1或2所述的制备区熔单晶的凸台线圈，其特征在于：所述线圈(1)上开有以所述线圈眼(11)为中心的贯通上下表面的十字切缝(12)，其中一个切缝延伸至所述线圈(1)外，与连接电极的法兰(4)连接，另外三个切缝位于所述凸台(13)内。

4.根据权利要求1或2所述的制备区熔单晶的凸台线圈，其特征在于：还包括冷却水管(2)，所述冷却水管(2)嵌入所述线圈(1)的骨架内。

5.根据权利要求4所述的制备区熔单晶的凸台线圈，其特征在于：所述冷却水管(2)在所述线圈(1)内呈环状分布。

6.根据权利要求1或2所述的制备区熔单晶的凸台线圈，其特征在于：所述线圈(1)为单匝平板结构。