CN202401161U - 连续直拉单晶炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种连续直拉单晶炉，包括副室、热屏和炉腔，其中在炉腔中设有热屏支撑板、保温层、加热器、石英坩埚、石墨坩埚和排气口，所述石英坩埚中设有硅熔体，在硅熔体上方设有一两端开口的罩体，罩体上端与副室连接，罩体下端开口与硅熔体液面保持一段距离，其特征是所述热屏包括断热材、热屏罩和反射板，热屏罩覆盖于断热材的外侧，断热材的内侧设有反射板，反射板环绕硅晶棒，反射板与断热材之间无缝隙，在热屏上方两侧各设有一导流管，所述导流管形成倒圆台的结构，在石英坩埚与石墨坩埚之间设有石墨纸。本实用新型得到的连续直拉单晶炉，整体设计结构合理、简单，提高产品拉晶速度及浓度，延长石墨坩埚的使用寿命，降低了成本及功耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种制备单晶炉的生产装置，特别是连续直拉单晶炉。
背景技术
目前，利用直拉单晶炉生产单晶炉的技术已经比较成熟，当下对单晶硅的核心技术应该是如何降低设备的制造成本，一般可以通过两种方法：一是降低功耗，二提高拉晶速度，但是如果使用一方面的简单设计，会带来晶体质量上的问题，例如：如图1所示是目前现有技术的结构示意图，专利申请号201020182937.2中公开了直拉硅单晶炉装置，该装置中在炉腔16中硅熔体14上方设置一个两端开口的罩体5，使得在单晶硅生长过程中，所述的单晶硅是从罩体5内沿着罩体5向上生长，惰性气体通过副室1流向罩体5，再沿着罩体5向硅熔体14液面流动，最终经排气口12排出。虽然提高了晶体硅的浓度但是在拉晶过程中由于散热的问题使得拉晶速度不是很好，没有降低功耗，同时在产生过程中单晶炉内的一氧化硅杂志和石英坩埚11的氧和硅成分会和石墨坩埚反应，生成一氧化硅，二氧化硅，碳化硅等，从而造成对石墨坩埚10的侵蚀，降低了石墨坩埚10的寿命，提高产生成本。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种降低功耗、提高晶体拉晶速度及浓度、降低成本的连续直拉单晶炉。
为了实现上述目的，本实用新型所设计的连续直拉单晶炉，包括副室、热屏和炉腔，其中在炉腔中设有热屏支撑板、保温层、加热器、石英坩埚、石墨坩埚和排气口，所述石英坩埚中设有硅熔体，在硅熔体上方设有一两端开口的罩体，罩体上端与副室连接，罩体下端开口与硅熔体液面保持一段距离，其特征是所述热屏包括断热材、热屏罩和反射板，热屏罩覆盖于断热材的外侧，断热材的内侧设有反射板，反射板环绕硅晶棒，反射板与断热材之间无缝隙，在热屏上方两侧各设有一导流管，所述导流管形成倒圆台的结构，在石英坩埚与石墨坩埚之间设有石墨纸。
利用罩体、导流管以及热屏的设计，提高了产品拉晶速度及浓度，降低了成本。
所述石墨纸铺满石英坩埚与石墨坩埚之间的整个缝隙，提高石墨坩埚的使用寿命，降低功耗与成本。
所述热屏呈倒圆台型，所述副室上设有托台，在罩体上端边缘设有凸缘，在凸缘上设有吊环，吊环与托台配合，用于固定罩体。
所述排气口设于炉腔靠近底部的两侧，所述保温层设于加热器外，使得设计结构合理、简单。
本实用新型得到的连续直拉单晶炉，利用罩体、导流管以及热屏的设计，提高了产品拉晶速度及浓度，降低了成本，同时利用石墨纸，提高了石墨坩埚的使用寿命，降低功耗和成本，电路的整体设计结构合理、简单。
附图说明
图1是现有技术的整体结构示意图；
图2是实施例1的整体结构示意图；
图3是图2结构示意图中热屏7的结构示意图。
图中：副室1、吊环2、托台3、凸缘4、罩体5、热屏支撑板6、热屏7、籽晶8、硅晶棒9、石英坩埚10、石墨坩埚11、排气口12、加热器13、硅熔体14、保温层15、炉腔16、导流管17、石墨纸18、热屏罩71、断热材72、反射板73。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
实施例：
如图2所示，本实用新型提供的连续直拉单晶炉，包括副室1、热屏7和炉腔16，其中在炉腔16中设置有热屏支撑板6、保温层15、加热器13、石英坩埚10、石墨坩埚11和排气口12，石英坩埚10中设置有硅熔体14，在硅熔体14上方设置有一两端开口的罩体5，罩体5上端与副室1连接，罩体5下端开口与硅熔体14液面保持一段距离。
热屏7包括断热材72、热屏罩71和反射板73，热屏罩71覆盖于断热材72的外侧，断热材72的内侧设有反射板73，反射板73环绕硅晶棒9，反射板73与断热材71之间无缝隙，上述结构中所述的反射板采用即使处于高温中很长时间也基本保持不变的材质，为了提高反射热量的效果采用镜面处理的反射板73，在热屏7上方两侧各设有一导流管17，导流管17形成倒圆台的结构，在石英坩埚10与石墨坩埚11之间设置有石墨纸18。
石墨纸18铺满石英坩埚10与石墨坩埚11之间的整个缝隙，在具体安装过程中将石墨纸18安装在石墨坩埚与石英坩埚的之间，将热屏7设置呈倒圆台型，副室1上设置有托台3，罩体5上端边缘处设置有凸缘4，在凸缘4上设置有吊环2，吊环2与托台3配合。排气口12设置于炉腔靠近底部的两侧，保温层15设置于加热器13外，通过托台3与凸缘4上的吊环2的配合支撑罩体5，将其固定与副室1上，通过热屏支撑板6来固定支撑热屏7，将其固定与保温层15的上端开口处。
具体工作时：在单晶硅拉制的过程中，氩气从副室1流经罩体5，由于罩体5的存在，因此在生产过程中产生的杂质大部分被罩体5分隔于罩体5外部，只有小量进入罩体5，同时随着气体直接流向罩体5，使之很快夹带着杂质从罩体5下端流出，然后经排气口12排出炉腔16，从而使得拉制的单晶硅的纯度提高。
由于热屏7使用了断热板72和反射板73，通过将硅晶棒9表面的辐射热向上反射，达到了提高硅晶棒冷却效果，从而提高拉晶速度，进而达到缩短拉晶时间，实现连续拉制效果，而且由于导流管17与热屏7都是设置呈倒圆台的结构，热屏7呈倒圆台的结构有效的减少了热源对硅晶棒9的轴向温度梯度增大，而硅熔体14的轴向温度梯度基本不变，同时热屏7与导流管17形成一定的锥度，氩气流道呈渐缩趋势，氩气平均流速增大，有利于将剩余的气体杂质在壁面沉积并落入硅熔体14，从而更好的提高产品的质量。通过罩体5与热屏7的双重的配合，从而不增加发生错位的概率，提高了提晶速度，从而更好的提高产品的质量。
Claims (5)
1.一种连续直拉单晶炉，包括副室(1)、热屏(7)和炉腔(16)，其中在炉腔(16)中设有热屏支撑板(6)、保温层(15)、加热器(13)、石英坩埚(10)、石墨坩埚(11)和排气口(12)，所述石英坩埚(10)中设有硅熔体(14)，在硅熔体(14)上方设有一两端开口的罩体(5)，罩体(5)上端与副室(1)连接，罩体(5)下端开口与硅熔体(14)液面保持一段距离，其特征是所述热屏(7)包括断热材(72)、热屏罩(71)和反射板(73)，热屏罩(71)覆盖于断热材(72)的外侧，断热材(72)的内侧设有反射板(73)，反射板(73)环绕硅晶棒(9)，反射板(73)与断热材(71)之间无缝隙，在热屏(7)上方两侧各设有一导流管(17)，所述导流管(17)形成倒圆台的结构，在石英坩埚(10)与石墨坩埚(11)之间设有石墨纸(18)。
2.根据权利要求1所述的连续直拉单晶炉，其特征是所述石墨纸(18)铺满石英坩埚(10)与石墨坩埚(11)之间的整个缝隙。
3.根据权利要求1或2所述的连续直拉单晶炉，其特征是所述热屏(7)呈倒圆台型，所述副室(1)上设有托台(3)，在罩体(5)上端边缘设有凸缘(4)，在凸缘(4)上设有吊环(2)，吊环(2)与托台(3)配合。
4.根据权利要求1或2所述的连续直拉单晶炉，其特征是所述排气口(12)设于炉腔(16)靠近底部的两侧，所述保温层(15)设于加热器(13)外。
5.根据权利要求3所述的连续直拉单晶炉，其特征是所述排气口(12)设于炉腔(16)靠近底部的两侧，所述保温层(15)设于加热器(13)外。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN108609864A (zh) * | 2016-12-12 | 2018-10-02 | 银川隆基硅材料有限公司 | 一种镀膜隔热反光石英热屏及其制备方法 |
| CN116043329A (zh) * | 2023-03-31 | 2023-05-02 | 苏州晨晖智能设备有限公司 | 一种具有氩气定位导向功能的单晶炉 |
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2011
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