CN106521617A - 一种钼导流筒及单晶炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钼导流筒，其包括钼内筒、保温层、钼外筒及安装定位环；所述钼内筒与所述钼外筒之间形成密封腔，所述保温层设置于所述密封腔中；所述钼内筒具有光滑内表面；所述钼外筒定位安装于所述安装定位环，用于通过所述安装定位环安装所述钼导流筒。采用上述方案，本发明通过对导流筒加工理念及材料的更换，在单晶硅生长过程中减少石墨材料中杂质对单晶硅棒的污染；改变了现有石墨材质导流筒在韧性上不足的特点，降低因导流筒碎裂、脱落而引起的热场损坏风险；容易加工，提升产品使用寿命；并且能够有效降低导流筒内表面的温度，隔断筒内外温度，为硅单晶的顺利生长提供一定的便利。

Description

一种钼导流筒及单晶炉

技术领域

本发明涉及单晶硅生长领域，尤其涉及的是，一种钼导流筒及单晶炉。

背景技术

单晶硅是集成电路及太阳能电池板等高精尖设备的重要材料，其对硅片中氧含量具有严格的要求，以免所制造的芯片在使用过程发生烧毁等严重事故。在单晶硅生长过程中，氧元素主要来源于多晶原料表面的吸附氧和坩埚，降低熔体中氧元素的浓度是单晶硅生长所面对的首要问题。由于熔体中的氧元素多以 SiO 形式存在，通过导流筒，将氩气流汇聚至坩埚中央，从而加速 SiO 的挥发，可大幅降低熔体中氧浓度。同时，汇聚的氩气流可加速晶锭的冷却，增大晶锭轴向温度梯度，提高晶锭生长速率。

导流筒是单晶硅生长炉中不可缺少的重要部件，对于单晶硅材料的生长具有非常重要的作用。导流筒的加工工艺、材料选择的好坏对于晶体的生长速度控制和导流筒本身的寿命有很大的关系，导流筒在单晶硅生长过程中不但可以减少炉体上部的氩气流动涡胞，而且可以减少SiO在单晶炉上部的沉积。例如，单晶硅生长炉热场结构如图1所示，包括导流筒10、上保温系统20、坩埚系统30、加热器主体40、中保温系统50、加热器电极60、下保温系统70等组成结构。导流筒主要用于隔断热场内部与外部，使得外部温度远低于内部温度，从而起到加快单晶拉制速度的作用，同时也具有导流的作用。

硅单晶炉或硅单晶生长装置在拉制硅单晶的过程中，是在保护气体氩气或氮气保护中进行的，石墨加热器对石墨坩埚托内装满多晶硅原料的坩埚进行加热，使坩埚中的多晶硅原料熔化，并达到工艺引晶要求，其中，石墨的主要特点是在高温的情况下强度较大，且能耐一定的高温。此时，单晶硅晶种通过导流筒直接插入到熔融的多晶硅的溶液里，逐步引导坩埚内的熔融多晶硅溶液按照单晶硅晶种的原子排列方式进行结晶，生长出新的硅单晶体，即单晶硅。但石墨导流筒在使用的过程中，容易氧化，使用寿命比较短。

目前硅单晶炉内使用的导流筒主要采用高纯石墨与石墨保温材料的组合或C/C复合材料制备而成。在使用的过程中主要对高温保护气体起到导流作用。这就要求制作导流筒所需的材料不但要能有耐高温的性能，还需要具有一定的韧性及抗氧化性能。引晶及生长的过程中要具备一定的保温隔热性能和抗裂性能，保证导流筒内单晶硅棒与熔融的多晶硅原料之间的温度差。

但是，现有技术主要存在以下缺点：

1、导流筒加工材料使用的是高纯石墨及石墨保温材料或C/C复合材料加工而成，材料本身存在一定的杂质，在高温条件下，杂质会挥发出来，影响单晶体的纯度。

2、石墨材料虽然能耐高温，但是其韧性和抗氧化的性能较差，在高温环境中石墨会变得越来越硬，发挥出其抗压特性，但韧性逐步降低，且容易与炉内残留氧气发生氧化。

3、石墨制品在保温和隔热方面的性能比较差，高温条件下的使用寿命也比较短。为了保证导流筒内单晶硅棒与熔融的多晶硅原料之间的温度差，现在普遍引进冷却管通水对导流筒进行冷却，但这会带来巨大的隐形事故，一旦冷却水管破裂，炉内压力迅速上升，炉子有爆炸的可能。

4、大尺寸的导流筒加工周期长，耗材多，成本高，加工困难，不利于设备在生产过程中随工艺的调整而做相应的部件调整。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新的钼导流筒及单晶炉，以在单晶硅生长过程中减少石墨材料中杂质对单晶硅棒的污染；改变了现有石墨材质导流筒在韧性上不足的特点，降低因导流筒碎裂、脱落而引起的热场损坏风险；容易加工，提升产品使用寿命；并且能够有效降低导流筒内表面的温度，隔断筒内外温度，促使硅单晶顺利生长。

本发明的技术方案如下：一种钼导流筒，其包括钼内筒、保温层、钼外筒及安装定位环；所述钼内筒与所述钼外筒之间形成密封腔，所述保温层设置于所述密封腔中；所述钼内筒具有光滑内表面；所述钼外筒定位安装于所述安装定位环，用于通过所述安装定位环安装所述钼导流筒。

优选的，所述钼内筒具有光滑内表面。

优选的，所述钼外筒采用旋压法制备。

优选的，所述钼外筒具有光滑外表面。

优选的，所述安装定位环设置有定位肩座。

优选的，所述定位肩座上设置有轴肩，用于定位安装所述钼外筒并承重。

优选的，所述保温层包括石墨保温层。

优选的，所述保温层包括石墨软毡。

优选的，所述钼内筒与所述钼外筒的连接位置处分别设置相适配的定位固定沟槽，所述钼内筒与所述钼外筒之间通过相适配的所述定位固定沟槽形成所述密封腔。

例如，所述定位固定沟槽包括凸起结构与凹槽结构。

本发明又一技术方案如下：一种单晶炉，其具有上述任一项所述钼导流筒。

采用上述方案，本发明通过对导流筒加工理念及材料的更换，在单晶硅生长过程中减少石墨材料中杂质对单晶硅棒的污染；改变了现有石墨材质导流筒在韧性上不足的特点，降低因导流筒碎裂、脱落而引起的热场损坏风险；容易加工，提升产品使用寿命；并且能够有效降低导流筒内表面的温度，隔断筒内外温度，为硅单晶的顺利生长提供一定的便利。

附图说明

图1是现有技术的导流筒应用示意图。

图2是本发明一实施例的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明，下面的实施例可以组合使用，并且，本发明可利用各种形式来实现，不限于本说明书所描述各个具体的实施例，提供这些实施例的目的是对本发明的公开内容更加透彻全面地便于理解。进一步需要说明的是，当某一结构固定于另一个结构，包括将该结构直接或间接固定于该另一个结构，或者将该结构通过一个或多个其它中间结构固定于该另一个结构。当一个结构连接另一个结构，包括将该结构直接或间接连接到该另一个结构，或者将该结构通过一个或多个其它中间结构连接到该另一个结构。并且，所述的“和/或”包括了“和”与“或”两种可能的实施例。

本发明的一个例子是，一种钼导流筒，其包括钼内筒、保温层、钼外筒及安装定位环；所述钼内筒与所述钼外筒之间形成密封腔，所述保温层设置于所述密封腔中；所述钼内筒具有光滑内表面；所述钼外筒定位安装于所述安装定位环，用于通过所述安装定位环安装所述钼导流筒。优选的，所述钼内筒具有光滑内表面，这样可以方便地增加新材料，也可以通过镜面反射隔断热场内部与外部，使得外部温度远低于内部温度。优选的，所述钼外筒采用旋压法制备，这样加工周期短，耗材少，成本低，加工方便，对初始调试阶段的设备来讲，方便导流筒配合工艺的变更。优选的，所述钼外筒具有光滑外表面，这样可以方便地增加新材料，也可以通过镜面反射隔断热场内部与外部。例如，所述钼内筒具有倒置的圆锥形或圆台形的形状，又如，所述钼内筒的光滑内表面具有圆锥面或圆台面形状，例如，所述钼内筒的光滑内表面具有圆锥形或圆台形的外表形状。其中，圆锥面定义如下：如果母线是和旋转轴斜交的直线，那么形成的旋转面叫做圆锥面，此时，母线和轴的交点叫做圆锥面的顶点。圆台面以此类推。例如，用一个平行于圆锥底面的平面去截圆锥，底面与截面之间的部分叫做圆台，圆台同圆柱和圆锥一样也有轴、底面、侧面和母线，并且用圆台台轴的字母表示圆台。例如，以直角梯形垂直于底边的腰所在直线为旋转轴，其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫做圆台．旋转轴叫做圆台的轴．直角梯形上、下底旋转所成的圆面称为圆台的上、下底面，另一腰旋转所成的曲面称为圆台的侧面，侧面上各个位置的直角梯形的腰称为圆台的母线，圆台的轴上的梯形的腰的长度叫做圆台的高，圆台的高也是上、下底面间的距离。圆台面即圆台的侧面。上述实施例及下面各实施例所述钼导流筒，尤其适合单晶炉使用，所述钼导流筒具有较高的强度与隔热性，在高温条件下具有较高的抗裂性和抗震性，不易与氧结合进行氧化；且在加工方面成本低，易加工，耗材少，周期短。

钼制的导流筒虽然在耐高温和韧性上比石墨导流筒有所改观，但是钼板本身具有一定的缺陷，带有一定的杂质，一旦加热，这些杂质则迅速释放出来，污染生长环境，对硅单晶的生长不利，因此，为解决上述问题，优选的，所述钼内筒具有光滑内表面，即所述钼内筒朝向拉制单晶硅的内表面，亦是所述钼内筒远离所述钼外筒的表面，所述钼内筒的光滑内表面上设置钽层，钽的硬度适中，富有延展性，可以拉成细丝式制薄箔。其热膨胀系数很小，韧性很强。钽有非常出色的化学性质，具有极高的抗腐蚀性，特别适合在单晶硅的生长使用。又如，所述钼外筒具有光滑外表面，即所述钼外筒远离所述钼内筒的表面，其为光滑外表面，所述钼外筒的光滑外表面上亦设置钽层。优选的，所述光滑外表面上的所述钽层远离所述钼外筒的表面为镜面，优选为无接痕镜面。这样具有较好的防止钼板污染及隔断热场内部与外部的效果。例如，在所述钼导流筒主体表面上镀金属钽，包括所述钼外筒的外表面及所述钼内筒的内表面上镀金属钽，形成钽层。

优选的，所述光滑内表面上的所述钽层远离所述光滑内表面的表面为无接痕镜面。例如，所述钽层的厚度为1至5微米。优选的，所述钽层的厚度为2至3微米。这样，通过在钼内筒光滑内表面设置一层无接痕镜面的光滑表面的钽层，不仅耐高温，特别适合氩气气氛减压拉晶，而且有助于提升单晶体的纯度。优选的，所述钽层朝向所述光滑内表面的表面设置有延伸结构，例如，所述延伸结构嵌入于所述钼内筒，又如，所述延伸结构为若干锥形凸起部，例如，所述锥形凸起部为圆锥形凸起部，其高度为半径的30%至50%；优选的，各所述锥形凸起部排列为若干同轴的环形，即各环形的圆心位于同一直线上；优选的，各所述锥形凸起部排列为若干同轴的环形，且该轴为所述钼内筒的光滑内表面的轴线。这样，通过设计嵌入于所述钼内筒的延伸结构，有利于使得所述钽层自身形成若干温度梯度层，从而使得籽晶更容易利用结晶前沿的过冷度驱动硅原子按顺序排列以形成单晶。

为了获得更好的隔断热场内部与外部以使得外部温度远低于内部温度的效果，优选的，所述钼外筒具有光滑外表面。优选的，所述钼外筒的光滑外表面的外侧还设置有隔温层，例如，所述隔温层的厚度为所述钼外筒的厚度的1.5至2倍。又如，所述钼外筒具有石英支架结构或钼支架结构；又如，所述钼外筒的外形或远离所述钼内筒的侧面具有圆台形状。又如，所述隔温层与所述钼外筒之间设置有空腔体，优选的，所述空腔体抽真空设置。优选的，所述隔温层与所述钼外筒之间还设置有支撑体，用于获得更佳的支撑强度，使得所述隔温层不易塌陷。优选的，所述支撑体与所述隔温层一体成型设置；或者，所述支撑体与所述钼外筒为相同材质，例如，所述钼外筒具有光滑外表面且在所述光滑外表面上延伸凸设所述支撑体；和/或，所述支撑体为石英柱。又如，所述隔温层与所述钼外筒之间设置有若干所述支撑体，例如，各所述支撑体排列为若干同轴的环形，即各环形的圆心位于同一直线上；优选的，各所述支撑体排列为若干同轴的环形，且该轴为所述钼内筒的光滑内表面的轴线；这样，可以获得较好的支撑效果。优选的，所述空腔体内设置有石墨保温层，例如，所述空腔体内设置有石墨软毡。例如，所述石墨软毡设置若干通孔，用于在安装时分别一一对应地穿过所述支撑体。这样，可以获得较好的隔温效果。

为了便于安装及保护所述钼导流筒，优选的，所述钼导流筒设置有安装定位环，用于定位安装所述钼导流筒，或者，也可以理解为安装定位环用于定位安装所述钼导流筒的所述钼外筒，其中，所述安装定位环位于所述钼外筒的外侧，用于保护所述钼导流筒。例如，所述钼外筒定位安装于所述安装定位环，用于通过所述安装定位环安装所述钼导流筒。例如，所述安装定位环的外径大于所述钼外筒的外径，以更好地保护所述钼导流筒。优选的，所述安装定位环设置有定位肩座，通过所述定位肩座定位安装所述钼导流筒，例如，通过所述定位肩座将所述钼导流筒定位安装于上保温系统或其它位置。例如，所述定位肩座开设有安装槽或固定设置有安装块。

为了便于安装及保护所述钼导流筒，优选的，所述钼外筒的上部设置轴肩，用于配合固定所述钼导流筒自身；或者，所述轴肩用于定位安装所述钼外筒并承重；例如，所述轴肩压设于上保温系统，用于在所述钼导流筒自身安装于上保温系统时，轴肩位于所述钼外筒与上保温系统之间，以承受一定的压力。又如，所述轴肩采用石英材料制备。例如，所述轴肩为两块或三块互不连接的独立体，又如，所述轴肩具有圆环形结构，例如，所述轴肩为石英环，优选的，所述轴肩为双层环状结构，所述双层环状结构的上层环的内径与所述双层环状结构的下层环的内径相同，且所述双层环状结构的上层环的外径大于所述双层环状结构的下层环的外径；例如，所述双层环状结构具有倒置的凸字形截面。这样，可以稳固安装所述钼导流筒的所述钼外筒，且对所述钼导流筒及其所述钼外筒具有一定的保护作用。优选的，所述定位肩座上设置有所述轴肩，或者所述定位肩座承接所述轴肩，用于定位安装所述钼外筒并承重。

为了促进单晶生长，避免所述保温层在单晶生长过程中造成干扰或污染，优选的，所述钼内筒与所述钼外筒的连接位置处分别设置相适配的定位固定沟槽，所述钼内筒与所述钼外筒之间通过相适配的所述定位固定沟槽形成所述密封腔。例如，所述定位固定沟槽包括凸起结构与凹槽结构。所述钼内筒与所述钼外筒的连接位置处分别设置相适配的凸起结构与凹槽结构，或者，所述钼内筒的与所述钼外筒的连接位置处设置由至少一凸起结构与至少一凹槽结构所组成的组合结构，所述钼外筒的与所述钼内筒的连接位置处设置与所述组合结构相适配的配合结构，可以理解，该配合结构亦由相应的至少一凹槽结构与至少一凸起结构所组成，即，钼内筒设置组合结构，钼外筒设置配合结构，通过配合结构与组合结构的适配，从而密封所述钼内筒与所述钼外筒的连接位置。需要说明的是，所述密封是相对意义上的密封，能够避免所述保温层在单晶生长过程中造成干扰或污染即可；而从原子角度来看，世界上不存在绝对意义上的密封。

为了进一步提升生长作用，避免所述保温层在单晶生长过程中造成干扰，优选的，所述钼外筒的上部设置密封凸台，用于定位安装所述钼内筒及压触式密封所述保温层，即，通过所述密封凸台定位安装所述钼内筒，此时，所述钼内筒压触密封凸台，并且所述钼内筒与所述钼外筒共同密封所述保温层，亦即所述钼内筒与所述钼外筒在所述钼导流筒的上部共同密封所述保温层；需要说明的是，这里所述密封不是绝对意义上的密封，而是在一定程度上使得所述保温层不与晶体或氩气接触，以免造成污染。例如，所述钼内筒设置有与所述密封凸台相适配的第一凹槽结构，通过所述第一凹槽结构与所述密封凸台相配合，使得所述钼内筒与所述钼外筒在所述钼导流筒的上部共同密封所述保温层。

例如，所述保温层包括石墨保温层。优选的，所述保温层为石墨保温层。优选的，所述石墨保温层为石墨保温毡。这样，既可利用石墨优秀的保温效果，又可以通过密封避免石墨污染。优选的，所述钼外筒的下部设置密封凸部，用于配合所述密封凸台定位安装所述钼内筒及密封所述保温层。例如，所述钼内筒设置有与所述密封凸部相适配的第二凹槽结构，通过所述第二凹槽结构与所述密封凸部相配合，使得所述钼内筒与所述钼外筒在所述钼导流筒的下部共同密封所述保温层。例如，所述钼内筒的上部与所述钼外筒的上部通过所述密封凸台达到一定程度的密封效果，以及，所述钼内筒的下部与所述钼外筒的下部通过所述密封凸部达到一定程度的密封效果，从而在整体上实现所述钼内筒与所述钼外筒共同密封所述保温层。

为了达到更好的承重及密封效果，例如，所述钼外筒的上部设置承重结构、延伸结构与密封结构；所述承重结构用于固定安装所述钼导流筒自身；所述延伸结构分别连接所述承重结构与所述密封结构；所述密封结构用于密封所述保温层；例如，所述承重结构包括所述轴肩；又如，所述密封结构包括所述密封凸台，或者，所述密封凸台设置于所述密封结构；又如，所述密封结构为所述密封凸台。例如，所述密封结构通过所述钼内筒安装于所述密封凸台的压力密封所述保温层。又如，所述密封结构还设置支撑上部，其与所述钼内筒的上部相接触，用于支撑所述钼内筒的上部。

为了达到更好的承重及密封效果，例如，所述钼外筒的下部设置底部结构、连接结构与支撑结构；所述底部结构用作所述钼导流筒自身的底部，其上为所述保温层及所述钼内筒；所述连接结构分别连接所述底部结构与所述支撑结构；所述支撑结构与所述钼内筒的下部相接触，用于支撑所述钼内筒的下部；其中，所述支撑结构包括所述密封凸部。又如，所述密封凸部设置插槽，所述钼内筒的下部插置于所述插槽。例如，所述插槽的底部设置形变结构，用于插置所述钼内筒于所述插槽时，发生轻微且不可逆的形变，以获取更好的密封效果。又如，所述插槽邻近底部位置设置若干凸齿结构，其凸出方向朝向所述插槽的底部，用于在插置所述钼内筒于所述插槽时，形成过盈配合，并且发生轻微且不可逆的形变，以获取更好的密封效果。

例如，所述钼导流筒包括：内侧一倒圆锥型无缝光滑钼内筒，例如，钼内筒上较大口端边缘上有一周带有密封沟槽的裙边，例如，裙边宽度大约在5cm左右。钼内筒的壁厚较为均匀，所述钼内筒具有光滑内表面，例如，所述钼内筒具有预设的斜锥面平整度及光洁度，光洁度即表面粗糙度（surface roughness），是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度。优选的，钼内筒的光洁度小于5μm，优选为光洁度小于4μm。钼内筒圆锥壁内中心位置，设置有厚度为2-3μm，形状和钼内筒一致的、由金属钽制成的圆锥体、类圆锥体或圆台体，形状如前所述，不包括底面。例如，该钽圆锥体或钽圆台体的内表面为镜面，内表面即为远离钼内筒的表面，内表面四周无任何接痕，且光滑平整，例如钽圆锥体或钽圆台体的内表面的光洁度小于4μm。又如，钼内筒的外侧是高纯石墨保温毡，在使用的过程中主要起到温度隔离及支撑作用。又如，石墨保温软毡的外侧即为钼导流筒的钼外筒，亦称支架，例如，该钼外筒形状似埚，上下两端都具有一密封凸台，与钼内筒相匹配，例如上端具有密封凸台，钼内筒设置有与所述密封凸台相适配的第一凹槽结构，下端具有密封凸部，钼内筒设置有与所述密封凸部相适配的第二凹槽结构，在安装后，该密封凸台及密封凸部等结构，一方面承受钼内筒的重量，使钼内筒得以定位及固定，另一方面对钼内筒和钼外筒间的石墨软毡最有一定的密封作用，以使在高温的条件下，石墨软毡中极少量的挥发杂质也不可以透过。又如，钼导流筒的钼外筒的上端有一小平面的轴肩，使用过程中，轴肩与其他零件相配合定位和固定，承担整个钼导流筒的重量。

例如，使用过程中，将钼导流筒先安装完毕，整体与其相匹配的部件相连接，由钼导流筒的钼外筒承担整个钼导流筒的所有重量。因钼内筒内是金属钽制成的无缝镜面圆锥体，需要说明的是，该圆锥体的顶端处设有开口，形似喇叭，在喇叭口受到温度辐射时，金属钽镜面会将光及热通过反射的形式发射出来，降低表面的温度。钼内筒的反面因有石墨软毡对来自于加热器的高温阻隔，使通过直接辐射到钼内筒上的温度大大减少，保证在使用的过程中钼导流筒内单晶硅棒与熔融的多晶硅原料之间的温度差，从而能够促进单晶体的生成。上述各实施例，通过利用材料的物理化学特性，在高温的条件下，避免了因材料特性不足而引起的导流筒碎裂、脱落等事故；且利用钽金属膜对温度及光的反射作用，能够进一步降低导流筒内外表面的温度，隔断筒内外温度，为长晶顺利进行提供一定的便利。

例如，本发明提供一种钼导流筒，用于单晶炉中，钼导流筒以金属钼为主要加工原料，例如通过旋压成型的工艺使钼导流筒成型后，再在导流筒主体表面上镀金属钽。这样，制作出的导流筒具有较高的强度与热能反射功能，在高温条件下具有较高的抗裂性和抗震性，不易与氧结合进行氧化，钼材料内的杂质也不易扩散到高温炉内污染硅单晶生长。在加工方面成本低，易加工，耗材少，周期短。例如，所述钼导流筒包括用于导流筒固定安装的导流筒安装定位环，即，用于通过所述安装定位环安装所述钼导流筒。例如，在安装定位环的定位肩座上放置导流筒钼外筒以及与其相配的轴肩。例如，钼外筒主要是钼旋压而成，在成型的钼制品的表面上进行镜面研磨，使其形成钼镜面。在钼外筒内侧填充的是保温层，例如保温层是石墨软毡，石墨软毡在导流筒内起到保温隔热作用。在石墨软毡即保温层的内侧就是最重要的钼内筒。例如，钼内筒和钼外筒之间通过相互预留的定位固定沟槽相连接，使石墨软毡被完全密封在钼内筒和钼外筒之间的空间中，其在吸收高温的情况下，石墨软毡中挥发出来的杂质不会从钼筒之间散发出去，进入到热场环境中去。优选的，钼内筒的内侧以及钼外筒的外侧都镀有一定厚度的钽，且在镀的过程中使镀层均匀，并且表面光滑如镜面。

使用过程中，将钼导流筒先安装完毕，如图1所示，锥大口朝上放置，整体与其相匹配的部件相连接，由钼导流筒安装定位环承担整个钼导流筒的所有重量。因为钼内筒内侧表面上已经镀过金属钽，例如通过镀膜工艺，将金属钽镀膜控制得均匀且成镜面，安装时其喇叭口朝上，喇叭口受到温度辐射时，金属钽镜面会将光及热通过反射的形式发射出来，从而降低表面的温度。钼内筒的反面，即朝向钼外筒的一面，因有石墨软毡对来自于加热器的高温阻隔，使通过钼内筒外侧直接辐射到钼内筒上的热量大大减少，保证在使用的过程中钼导流筒圆锥内的单晶硅棒与圆锥外熔融的多晶硅原料之间存在一定的结晶温度差，符合晶体生长条件，加速晶体生长。

这样，就实现了利用材料的物理化学特性，在高温条件下，降低材料特性不足引起的导流筒碎裂、脱落等事故；利用导流筒表面钽镀层的镜面对温度及光的反射作用，降低导流筒内外表面的温度，隔断筒内外温度，为硅单晶的顺利生长提供一定的便利。

又如，一种钼导流筒如图2所示，包括钼外筒101、石墨软毡102、钼内筒103、钽层104以及安装定位环105，例如，其中的钽层104为钼内筒钽镀层；优选的，钼内筒本身通过旋压技术成型，没有任何接痕及接缝，这样可以实现在加工的过程中，钼内筒的内表面非常平整，在此基础上设置钽层，例如镀上金属钽镀层，镀层均匀且形成镜面，具有很强的光及能量的反射功能，金属钼本身的物理特性决定了其具有较强的抗弯强度和导热能力。镀过金属钽的圆锥型钼内筒不但能反射能量，还能抵抗高温，以致在设备运行过程中，不会裂开，不会脱落掉入坩埚或热场内，从而避免了破坏生长设备或环境。钼内筒的外层使用具有保温性能的石墨软毡对其进行支撑，使其在高温下不至于产生变形且将石墨软毡左右两侧的高温隔开。钼外筒上具有凸台，方便对镀钽后的钼内筒定位并将石墨软毡牢牢的密封于两者之间，在高温下，石墨软毡内的杂质同时也密封在两者之间，无法进入晶体生长环境中。石墨软毡主要起到阻隔由钼外筒一侧辐射过来的温度，防止其传导到钼内筒上，保证使用过程中钼导流筒内单晶硅棒与熔融的多晶硅原料之间的温度差符合硅单晶生长条件。钼外筒的轴肩使用导流筒安装定位环进行定位和固定，并将所有的重量转移到导流筒安装定位环上。整个过程中避免使用水冷却装置来降低导流筒内侧温度。避开了易氧化、易碎的石墨软毡保温层，增加导流筒整体的使用寿命。钽镀层增加了钼锥体内部的热量反射，并封堵住钼本身制作过程中的缺陷，使用过程中提高硅单晶体的生长速度的控制和导流筒本身的使用寿命。

结合采用上述任一实施例所述钼导流筒，本发明又一实施例是，一种单晶炉，其具有上述任一实施例所述钼导流筒。

进一步地，本发明的实施例还包括，上述各实施例的各技术特征，相互组合形成的钼导流筒及具有所述钼导流筒的单晶炉。本发明通过模具进行加工制作旋压成型，加工周期短，耗材少，成本低，加工方便，对初始调试阶段的设备来讲，方便导流筒配合工艺的变更；导流筒表面的钽镀层不但解决了导流筒内外温度问题，还解决了钼导流筒本身杂质高温条件的释放，有效预防了为解决导流筒内外温度问题而使用的水管冷却，避免了水管破裂而导致炉子爆炸的风险；并且改变了现有石墨材质导流筒在韧性上不足的特点，降低因导流筒碎裂、脱落而引起的热场受损问题。

需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种钼导流筒，其特征在于，其包括钼内筒、保温层、钼外筒及安装定位环；

所述钼内筒与所述钼外筒之间形成密封腔，所述保温层设置于所述密封腔中；

所述钼内筒具有光滑内表面；

所述钼外筒定位安装于所述安装定位环，用于通过所述安装定位环安装所述钼导流筒。

2.根据权利要求1所述钼导流筒，其特征在于，所述钼内筒具有光滑内表面。

3.根据权利要求1所述钼导流筒，其特征在于，所述钼外筒采用旋压法制备。

4.根据权利要求1所述钼导流筒，其特征在于，所述钼外筒具有光滑外表面。

5.根据权利要求1所述钼导流筒，其特征在于，所述安装定位环设置有定位肩座。

6.根据权利要求5所述钼导流筒，其特征在于，所述定位肩座上设置有轴肩，用于定位安装所述钼外筒并承重。

7.根据权利要求1所述钼导流筒，其特征在于，所述保温层包括石墨保温层。

8.根据权利要求7所述钼导流筒，其特征在于，所述保温层包括石墨软毡。

9.根据权利要求1所述钼导流筒，其特征在于，所述钼内筒与所述钼外筒的连接位置处分别设置相适配的定位固定沟槽，所述钼内筒与所述钼外筒之间通过相适配的所述定位固定沟槽形成所述密封腔。

10.一种单晶炉，其特征在于，具有如权利要求1至9中任一项所述钼导流筒。