CN205635847U - 直拉单晶炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直拉单晶炉，包括了炉体以及位于所述炉体内部的隔热保温筒体、多瓣式加热器、坩埚、坩埚托杆以及热屏，所述热屏整体呈筒状的结构，其筒半径是越往下就越小，并且其筒体外壁上设有呈螺旋式上升结构的气流导向槽，在上述隔热保温筒体的侧壁上缘位置设有上部排气通孔，在上述炉体的侧壁下缘位置设有下部排气通孔，该下部排气通孔与上部排气通孔两者通过位于所述炉体的侧壁与隔热保温筒体的侧壁之间的过气通道相贯通。其解决了直拉单晶炉在使用过程中降低进入固液界面的氧碳含量的技术问题，从而通过上述单晶炉生产得到的成品单晶硅棒在进行切片处理后，每一单晶硅片的光电转换效率好。

Description

直拉单晶炉

技术领域

本实用新型涉及一种单晶硅的生产装置，特别是一种直拉单晶炉。

背景技术

单晶硅一般用CZ法制造。CZ法指的是在直拉单晶炉内设置石英坩埚，并将硅料装入石英坩埚内，再依靠安装在石英坩埚周围的多瓣式加热器使硅料熔化，后把安装在籽晶夹头上的籽晶进入熔液，并通过籽晶夹头与石英坩埚的相互逆转进而制造出规定直径和长度的单晶棒。此时，为了遮蔽熔液的热量，在石英坩埚上方设置围绕单晶棒的热屏。

例如，专利号为201310261116.6的已公告中国发明专利申请文件中所提供的一种直拉单晶炉，该直拉单晶炉内均设有热屏，所述热屏整体呈筒状的结构，所述筒体的内外筒壁均为平面，且其筒半径是越往下就越小。上述结构的热屏无法迅速带走石英坩埚内硅液表面的有害气体，SiO及氧碳化合物的蒸发速递缓慢，最终导致硅液内的氧碳含量提高，从而影响成品单晶硅片的光电转换效率。

因此，申请人认为有必要对上述现有直拉单晶炉中的热屏结构作进一步的结构改进。

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直拉单晶炉。该直拉单晶炉随着氩气的流入，该连续的氩气迅速、有效地带走硅液表面的有害气体，从而加速了SiO及氧碳化合物的蒸发，使得进入固液界面的氧碳含量大大降低。

为了实现上述目的，本实用新型所设计的一种直拉单晶炉，包括设有上端开口的炉体，位于所述炉体内的多瓣式加热器、隔热保温筒体和坩埚，与所述坩埚的底部相连接的坩埚托杆，以及盖接在所述炉体的上端开口位置的炉盖，其中所述的隔热保温筒体围成加热炉室，所述多瓣式加热器和坩埚均位于该加热炉室内，并且多瓣式加热器围设在坩埚周圈，所述炉体的底部开设有用于往上述加热炉室内通入氩气的通孔，所述坩埚托杆的另一端贯穿该通孔并延伸至炉体外；上述加热炉室内还设有热屏，在上述隔热保温筒体的上部开口沿面上加设有用于固定该热屏的安装支架，上述热屏的一侧端部固定在该安装支架上，其另一侧端部延伸进入至坩埚内，所述热屏整体呈筒状的结构，其筒半径是越往下就越小，并且其筒体外壁上设有呈螺旋式上升结构的气流导向槽，在上述隔热保温筒体的侧壁上缘位置设有上部排气通孔，在上述炉体的侧壁下缘位置设有下部排气通孔，该下部排气通孔与上部排气通孔两者通过位于所述炉体的侧壁与隔热保温筒体的侧壁之间的过气通道相贯通。

上述中所提供的一种直拉单晶炉在具体使用时，由于其结构中的热屏整体呈筒状的结构，其筒半径是越往下就越小，并且其筒体外壁上设有呈螺旋式上升结构的气流导向槽，当位于所述炉体底部的通孔内不断地涌入氩气时，原本由单晶硅料加热产生并堆积在坩埚上方的有害气体(SiO及氧碳化合物)就与上述连续着的氩气混合形成一股运动气流，同时该股运动气流就借助热屏表面的气流导向槽迅速有效地被提升，涌向位于所述隔热保温筒体上的上部排气通孔，通过上部排气通孔进入至过气通道，并最终通过位于炉体上的下部排气通孔排出炉体外。由此可见，上述结构设计的直拉单晶炉在生产单晶硅棒时，能够确保你进入固液界面的氧碳含量大大降低，从而使得生产得到的成品单晶硅棒的光电转换效率好。

作为一种优选，所述坩埚由内层的石英坩埚与外层的石墨坩埚所组成。上述优选方案中的组合式坩埚结构是当下直拉单晶炉中最常用的坩埚形式。其中石墨坩埚良好的热稳定性，主要起辅助热场稳定性进行拉制单晶硅的作用。

本实用新型得到的一种直拉单晶炉，通过其生产得到的成品单晶硅棒在进行切片处理后，每一单晶硅片的光电转换效率好；同时，由于单晶硅料加热产生的有害气体得到及时、快速的排出，可以减少氧与石墨的接触面积及时间，降低热场内部有害气体对石墨件的腐蚀，延长了整个炉子的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型所提供一种直拉单晶炉的结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大示意图。

图中：炉体1、上端开口2、多瓣式加热器3、隔热保温筒体4、坩埚5、坩埚托杆6、炉盖7、加热炉室8、通孔9、热屏10、安装支架11、气流导向槽12、上部排气通孔13、下部排气通孔14、过气通道15、石英坩埚16、石墨坩埚17。

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1和图2所示，本实施例中所提供的一种直拉单晶炉，包括设有上端开口2的炉体1，位于所述炉体1内的多瓣式加热器3、隔热保温筒体4和坩埚5，与所述坩埚5的底部相连接的坩埚托杆6，以及盖接在所述炉体1的上端开口2位置的炉盖7，其中所述的隔热保温筒体4围成加热炉室8，所述多瓣式加热器3和坩埚5均位于该加热炉室8内，并且多瓣式加热器3围设在坩埚5周圈，所述炉体1的底部开设有用于往上述加热炉室8内通入氩气的通孔9，所述坩埚托杆6的另一端贯穿该通孔9并延伸至炉体1外；上述加热炉室8内还设有热屏10，在上述隔热保温筒体4的上部开口沿面上加设有用于固定该热屏10的安装支架11，上述热屏10的一侧端部固定在该安装支架11上，其另一侧端部延伸进入至坩埚5内，所述热屏10整体呈筒状的结构，其筒半径是越往下就越小，并且其筒体外壁上设有呈螺旋式上升结构的气流导向槽12，在上述隔热保温筒体4的侧壁上缘位置设有上部排气通孔13，在上述炉体1的侧壁下缘位置设有下部排气通孔14，该下部排气通孔14与上部排气通孔13两者通过位于所述炉体1的侧壁与隔热保温筒体4的侧壁之间的过气通道15相贯通。

上述坩埚5由内层的石英坩埚16与外层的石墨坩埚17所组成。

上述中所提供的一种直拉单晶炉在具体使用时，由于其结构中的热屏10整体呈筒状的结构，其筒半径是越往下就越小，并且其筒体外壁上设有呈螺旋式上升结构的气流导向槽12，当位于所述炉体1底部的通孔9内不断地涌入氩气时，原本由单晶硅料加热产生并堆积在坩埚5上方的有害气体(SiO及氧碳化合物)就与上述连续着的氩气混合形成一股运动气流，同时该股运动气流就借助热屏10表面的气流导向槽12迅速有效地涌向位于所述隔热保温筒体4上的上部排气通孔13，通过上部排气通孔13进入至过气通道15，并最终通过位于炉体1上的下部排气通孔14排出炉体1外。由此可见，上述结构设计的直拉单晶炉在生产单晶硅棒时，能够确保你进入固液界面的氧碳含量大大降低，从而使得生产得到的成品单晶硅棒的光电转换效率好。

Claims (2)

1.一种直拉单晶炉，包括设有上端开口(2)的炉体(1)，位于所述炉体(1)内的多瓣式加热器(3)、隔热保温筒体(4)和坩埚(5)，与所述坩埚(5)的底部相连接的坩埚托杆(6)，以及盖接在所述炉体(1)的上端开口(2)位置的炉盖(7)，其中所述的隔热保温筒体(4)围成加热炉室(8)，所述多瓣式加热器(3)和坩埚(5)均位于该加热炉室(8)内，并且多瓣式加热器(3)围设在坩埚(5)周圈，所述炉体(1)的底部开设有用于往上述加热炉室(8)内通入氩气的通孔(9)，所述坩埚托杆(6)的另一端贯穿该通孔(9)并延伸至炉体(1)外；其特征是上述加热炉室(8)内还设有热屏(10)，在上述隔热保温筒体(4)的上部开口沿面上加设有用于固定该热屏(10)的安装支架(11)，上述热屏(10)的一侧端部固定在该安装支架(11)上，其另一侧端部延伸进入至坩埚(5)内，所述热屏(10)整体呈筒状的结构，其筒半径是越往下就越小，并且其筒体外壁上设有呈螺旋式上升结构的气流导向槽(12)，在上述隔热保温筒体(4)的侧壁上缘位置设有上部排气通孔(13)，在上述炉体(1)的侧壁下缘位置设有下部排气通孔(14)，该下部排气通孔(14)与上部排气通孔(13)两者通过位于所述炉体(1)的侧壁与隔热保温筒体(4)的侧壁之间的过气通道(15)相贯通。

2.根据权利要求1所述的一种直拉单晶炉，其特征是所述坩埚(5)由内层的石英坩埚(16)与外层的石墨坩埚(17)所组成。