CN107227488B - 单晶炉用热场及单晶炉 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的单晶炉用热场，包括坩埚及位于其上方的冷却件，还包括护套，护套设置于冷却件靠近坩埚中心轴线的一侧。本发明公开的单晶炉，包括炉体和如上所述的单晶炉用热场，单晶炉用热场位于炉体内。本发明的单晶炉用热场及单晶炉解决了现有技术拉制单晶时提高拉晶速度与提高单晶质量两者不可兼顾的问题。本发明的单晶炉用热场及单晶炉具有冷却件，可以优化温度梯度、提高拉晶速度并降低拉晶成本；并且由于设置了护套，还能确保生长的晶体不受杂质污染、提供具有良好少子寿命的晶体产品。

Description

单晶炉用热场及单晶炉
技术领域
本发明属于单晶制造设备技术领域，具体涉及一种单晶炉用热场，还设计一种具有该单晶炉用热场的单晶炉。
背景技术
随着世界经济的不断发展，现代化建设对高效能源需求不断增长。光伏发电作为绿色能源以及人类可持续发展的一种主要能源，日益受到世界各国的重视并得到大力发展。单晶硅片作为光伏发电的一种基础材料，拥有广泛的市场需求。直拉单晶硅生长方法是一种常见的单晶生长方法，其生长过程是在单晶炉中，将籽晶浸入熔体，依次实施引晶、放肩、转肩、等径及收尾过程，最后获得单晶硅棒。为了降低拉晶成本，一种途径是提升拉晶速度，但拉晶速度的提升往往带来晶体品质的下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种单晶炉用热场，解决了现有的热场在提高拉晶速度和提高单晶品质方面难以同时兼顾的问题。
本发明的目的还在于提供一种具有该单晶炉用热场的单晶炉，解决了现有的单晶炉存在的在提高拉晶速度和提高单晶品质方面难以同时兼顾的问题。
本发明所采用的一种技术方案是：单晶炉用热场，包括坩埚及位于其上方的冷却件，还包括护套，护套设置于冷却件靠近坩埚中心轴线的一侧。
本发明的特点还在于，
护套为石英材质。
护套具有相对的第一表面和第二表面，第一表面靠近坩埚中心轴线的一侧，第二平面与冷却件相对设置。
第二表面与冷却件间隔设置或者相贴合接触。
还包括位于坩埚上方的热屏，冷却件位于热屏与护套之间。
本发明所采用的另一种技术方案是：单晶炉，包括炉体和如上所述的单晶炉用热场，单晶炉用热场位于炉体内。
本发明的特点还在于，
炉体包括相连接的主室和副室，主室内具有坩埚、保温盖及冷却件，保温盖和冷却件依次位于坩埚靠近副室的一端，冷却件靠近坩埚中心轴线的一侧还设置有护套。
炉体包括相连接的主室和副室，主室内具有坩埚及位于坩埚靠近副室一端的保温盖，主室内还具有第一冷却件和第二冷却件，第一冷却件位于坩埚与保温盖之间，第二冷却件位于保温盖靠近副室的一端，第一冷却件和第二冷却件靠近坩埚中心轴线的一侧共同设置有护套。
护套上对应于第一冷却件和第二冷却件的间隙处开设有取光孔。
主室内还设置有位于坩埚与保温盖之间的热屏，第一冷却件位于热屏与护套之间。
本发明的有益效果是：本发明的单晶炉用热场及单晶炉解决了现有技术拉制单晶时提高拉晶速度与提高单晶质量两者不可兼顾的问题。本发明的单晶炉用热场及单晶炉具有冷却件，可以优化温度梯度、提高拉晶速度并降低拉晶成本；并且由于设置了护套，还能确保生长的晶体不受杂质污染、提供具有良好少子寿命的晶体产品。
附图说明
图1是本发明的单晶炉第一实施例的结构示意图；
图2是本发明的单晶炉第二实施例的结构示意图；
图3是本发明的单晶炉第三实施例的结构示意图。
图中，100.单晶炉，110.炉体，111.主室，112.隔离阀，120.单晶炉用热场，121.坩埚，122.热屏，123.冷却件，124.护套，125.第一表面，126.第二表面，127.保温盖，128.取光孔，1231.第一冷却件，1232.第二冷却件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明第一实施例提供的单晶炉100的结构剖视图如图1所示，包括炉体110及位于炉体110内的单晶炉用热场120。
单晶炉用热场120包括坩埚121、热屏122、冷却件123以及护套124。热屏122、冷却件123及护套124均位于坩埚121上方。自坩埚121的侧壁向中心轴线方向，依次为热屏122、冷却件123及护套124。即，冷却件123位于热屏122与护套124之间，护套124设置于冷却件123靠近坩埚121中心轴线的一侧。护套124可为石英材质。护套124具有相对的第一表面125和第二表面126，第一表面125靠近坩埚121中心轴线的一侧，第二表面126与冷却件123相对设置。具体地，冷却件123与热屏122的倾斜侧壁形状相对应，护套124与冷却件123的倾斜的侧壁形状相对应。护套124覆盖冷却件123靠近坩埚121中心轴线的表面。本实施例中，第二表面126与冷却件123的表面平行设置。第二表面126与冷却件123的内侧壁可以间隔设置，或者相贴合接触。本实施例中，护套124的第二表面126与冷却件123间隔设置。当然，护套124的第二表面126与冷却件123的表面不一定为规则形状，且相互位置关系也不一定平行，仅需冷却件123的表面不暴露于拉晶通道即可。
本实施例的单晶炉用热场120及单晶炉100，在热屏122及冷却件123的内侧设置护套124，冷却件123可以优化热场温度梯度，护套124可以阻挡杂质进入晶体提拉区域、保护生长的晶体不受杂质污染，从而获得的晶体产品中不会产生黑边，并能避免引起单晶体少子寿命降低。
本发明第二实施例提供的单晶炉100的结构剖视图如图2所示。炉体110包括依次连接的主室111、隔离阀112及副室(图未示)，主室111内具有坩埚121、保温盖127、冷却件123及护套124。保温盖127及冷却件123依次位于坩埚121靠近副室的一端。即，冷却件123位于保温盖127远离坩埚121的一侧。具体地，冷却件123为筒状结构，且自主室111与副室连接处，即，隔离阀112处，向主室111方向延伸。护套124位于冷却件123靠近坩埚121中心轴线的一侧。护套124具有相对的第一表面125和第二表面126，第一表面125靠近坩埚121中心轴线的一侧，第二表面126与冷却件123相对设置。本实施例中，与冷却件123的形状结构相对应地，护套124也为筒状结构，且覆盖冷却件123靠近坩埚121中心轴线的表面。本实施例中，第二表面126与冷却件123的表面平行设置。第二表面126与冷却件123的内侧壁可以间隔设置，或者相贴合接触。本实施例中，护套124的第二表面126与冷却件123间隔设置。当然，护套124的第二表面126与冷却件123的表面不一定为规则形状，且相互位置关系也不一定平行，仅需冷却件123的表面不暴露于拉晶通道即可。
本实施例的单晶炉用单晶炉100，在冷却件123的内侧设置护套124，冷却件123可以优化提拉单晶的热场温度梯度，护套124可以阻挡杂质进入晶体提拉区域、保护生长的晶体不受杂质污染，从而获得的晶体产品中不会产生黑边，并能避免引起单晶体少子寿命降低。
本发明第三实施例提供的单晶炉100的结构剖视图如图3所示。炉体110包括相连接的主室111、隔离阀112与副室(图未示)，主室111内具有坩埚120、保温盖127、热屏122、第一冷却件1231、护套124及第二冷却件1232。热屏122与保温盖127依次位于坩埚120靠近副室的一端。第一冷却件123与热屏122均位于坩埚120与保温盖127之间，且第一冷却件1231与护套124依次设置于热屏122靠近坩埚120中心轴线的一侧，即，第一冷却件1231位于热屏122与护套124之间。第二冷却件1232位于保温盖127靠近副室的一端。具体地，第一冷却件1231与热屏122的倾斜侧壁形状相对应。第二冷却件1232为筒状结构，且自主室111与副室的连接处，即，隔离阀112处，向主室111方向延伸。护套124位于第一冷却件1231及第二冷却件1232靠近坩埚120中心轴线的一侧。本实施例中，护套124也为筒状结构，覆盖第一冷却件1231及第二冷却件1232靠近坩埚120中心轴线的表面。具体地，护套124的第二表面126与第二冷却件1232靠近坩埚120中心轴线的表面平行相对，且与第一冷却件1231靠近坩埚120中心轴线的表面成一定角度设置。当然，本领域技术人员可以理解，第一冷却件1231、第二冷却件1232及护套124的形状不一定是规则形状，且三者表面间的相互关系并不一定要平行或成一定夹角，仅需第一冷却件1231或第二冷却件1232的表面不暴露于拉晶通道即可。护套124上对应第一冷却件1231与第二冷却件1232的间隙处开设取光孔128。
使用本发明的单晶炉热场及具有该单晶炉热场的单晶炉，一方面，可以优化温度梯度、提高拉晶速度并降低拉晶成本，另一方面还能确保生长的晶体不受杂质污染、提供具有良好表面品质及高少子寿命的晶体产品。

Claims (8)

1.单晶炉用热场，包括坩埚(121)及位于其上方的冷却件(123)，其特征在于，还包括护套(124)，所述护套(124)设置于所述冷却件(123)靠近所述坩埚(121)中心轴线的一侧，所述护套(124)具有相对的第一表面(125)和第二表面(126)，所述第一表面(125)靠近所述坩埚(121)中心轴线的一侧，所述第二表面(126)与所述冷却件(123)间隔设置或者相贴合接触。
2.如权利要求1所述的单晶炉用热场，其特征在于，所述护套(124)为石英材质。
3.如权利要求1或2所述的单晶炉用热场，其特征在于，还包括位于所述坩埚(121)上方的热屏(122)，所述冷却件(123)位于所述热屏(122)与所述护套(124)之间。
4.单晶炉，其特征在于，包括炉体(110)和如权利要求1-3任一项所述的单晶炉用热场，所述单晶炉用热场位于所述炉体(110)内。
5.如权利要求4所述的单晶炉，其特征在于，所述炉体(110)包括相连接的主室(111)和副室，所述主室(111)内具有坩埚(121)、保温盖(127)及冷却件(123)，所述保温盖(127)和所述冷却件(123)依次位于所述坩埚(121)靠近所述副室的一端，所述冷却件(123)靠近所述坩埚(121)中心轴线的一侧还设置有护套(124)。
6.如权利要求4所述的单晶炉，其特征在于，所述炉体(110)包括相连接的主室(111)和副室，所述主室(111)内具有坩埚(121)及位于所述坩埚(121)靠近所述副室一端的保温盖(127)，所述主室(111)内还具有第一冷却件(1231)和第二冷却件(1232)，所述第一冷却件(1231)位于所述坩埚(121)与所述保温盖(127)之间，所述第二冷却件(1232)位于所述保温盖(127)靠近所述副室的一端，所述第一冷却件(1231)和第二冷却件(1232)靠近所述坩埚(121)中心轴线的一侧共同设置有护套(124)。
7.如权利要求6所述的单晶炉，其特征在于，所述护套(124)上对应于所述第一冷却件(1231)和第二冷却件(1232)的间隙处开设有取光孔(128)。
8.如权利要求6所述的单晶炉，其特征在于，所述主室(111)内还设置有位于所述坩埚(121)与所述保温盖(127)之间的热屏(122)，所述第一冷却件(1231)位于所述热屏(122)与所述护套(124)之间。
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