CN209816327U - 一种单晶炉 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种单晶炉，包括炉体和导流筒，所述炉体包括相连接的主室外壳和副室外壳，所述导流筒位于所述主室外壳内、且具有位于中心的拉晶通道，所述副室外壳上设有与炉体内腔连通的第一进气口，所述炉体还设有第二进气口，所述单晶炉还包括供气管路，所述供气管路通过所述第二进气口通入所述导流筒的拉晶通道内。由第一进气口向导流筒内通入一定的气流量，第二进气口给适量的气流量与第一进气口配合稳定炉内压力，改变现有气流方式，减少了气旋的产生，减少炉内杂质带入硅液表面，降低熔融硅液内的碳含量，从而减少晶体出现断棱、变形和扭曲，改善产品品质，从而提高效率，降低生产成本。

Description

一种单晶炉

技术领域

本实用新型一般涉及单晶硅制造技术领域，具体涉及一种单晶炉。

背景技术

单晶拉制时，需要通入氩气稳定炉温和炉压。现有的通气方式是将氩气由副室顶端通入单晶炉，由炉底抽出至主泵。采用前述通气方式通气时，首先炉内气流容易将炉内碳颗粒、硅粉等其它杂质带入熔硅中，使得单晶碳含量上升，容易造成断棱。其次由于副室与炉底距离较大，氩气在炉内不同构造中容易形成气旋，影响炉内温度；另外氩气自副室通过晶体生长液面时，气体温度会逐渐上升。在等径过程中晶体达到一定长度时，气体回旋和温度上升这两种情况会影响生长液面和晶体表面温度，造成晶体出现变形、扭曲等异常，不利于拉晶。此处的生长液面指的是熔硅表面，晶体表面指的是单晶硅棒的侧面和上端面。总的来说，现有通气方式在引晶和等径过程中容易出现产品品质问题，造成工时浪费，增加成本。

实用新型内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种单晶炉。

为了克服现有技术的不足，本实用新型所提供的技术方案是：

本实用新型提供一种单晶炉，包括炉体和导流筒，所述炉体包括相连接的主室外壳和副室外壳，所述导流筒位于所述主室外壳内、且具有位于中心的拉晶通道，所述副室外壳上设有与炉体内腔连通的第一进气口，其特殊之处在于，所述炉体还设有第二进气口，所述单晶炉还包括供气管路，所述供气管路通过所述第二进气口通入所述导流筒的拉晶通道内。

进一步地，所述第二进气口开设于所述主室外壳或者所述副室外壳靠近所述主室外壳处，所述第一进气口和所述第二进气口的氩气供应量各自占比为6:4。

进一步地，所述供气管路包括一个环形管路和连通于所述环形管路的至少两个条形管路，所述环形管路设在所述导流筒内；所述环形管路靠近所述拉晶通道的一侧设有若干个喷气口，每个所述喷气口均朝向所述拉晶通道设置，每个所述喷气口的大小均一致。

进一步地，所述喷气口的形状为圆形，所述喷气口的直径为15-20mm。

进一步地，沿拉晶方向，所述环形管路与所述导流筒的下端平齐，或者相较于所述导流筒的下端更靠近生长液面。

进一步地，所述供气管路设有管路调节机构，所述管路调节机构机械连接于所述条形管路；所述管路调节机构包括往复式活塞机构，所述往复式活塞机构的活塞杆与所述条形管路平行设置并且固定连接。

进一步地，所述管路调节机构还包括固定滑块和导轨，所述活塞杆通过固定滑块与所述条形管路固定连接，所述固定滑块与所述导轨滑动连接。

进一步地，所述条形管路包括刚性的第一管段和柔性的第二管段，所述第二管段一端设置气体入口，另一端连接第一管段，所述第一管段穿过所述主腔外壳与所述环形管路相连。

进一步地，所述第一管段由所述主室外壳上端穿入。

进一步地，每个所述管路调节机构的外部套均设有保护罩。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的单晶炉，包括炉体和导流筒，所述炉体包括相连接的主室外壳和副室外壳，所述导流筒位于所述主室外壳内、且具有位于中心的拉晶通道，所述副室外壳上设有与炉体内腔连通的第一进气口，所述炉体还设有第二进气口，所述单晶炉还包括供气管路，所述供气管路通过所述第二进气口通入所述导流筒的拉晶通道内。由第一进气口向导流筒内通入一定的气流量，第二进气口给适量的气流量与第一进气口配合稳定炉内压力，改变现有气流方式，减少了气旋的产生，减少炉内杂质带入硅液表面，降低熔融硅液内的碳含量，从而减少晶体出现短棱、变形和扭曲，改善产品品质，从而提高效率，降低生产成本。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型实施例提供的单晶炉的结构示意图；

图2为图1中A部位的局部放大图；

图3为本实用新型实施例提供的供气管路的主视图；喷气口在本图有显示、增加标号

图4为本实用新型实施例提供的供气管路的俯视图。

图中：1-主室外壳，2-副室外壳，3-条形管路，4-环形管路，5-管路调节机构，6-导流筒，11-第二进气口，21-第一进气口，31-第二管段，32-第一段，41-喷气口，51-往复式活塞机构，52-固定滑块，53-导轨，54-保护罩，311-气体入口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如背景技术中提到的，单晶拉制时，需要通入氩气稳定炉温和炉压。现有的通气方式是将氩气由副室顶端通入单晶炉，由炉底抽出至主泵。采用前述通气方式通气时，首先炉内气流容易将炉内碳颗粒、硅粉等其它杂质带入熔硅中，使得单晶碳含量上升，容易造成断棱。其次由于副室与炉底距离较大，氩气在炉内不同构造中容易形成气旋，影响炉内温度；另外氩气由副室通过熔硅表面时，气体温度会逐渐上升。在等径过程中晶体达到一定长度时，气体回旋和温度上升这两种情况会影响液面和晶体表面温度，造成晶体出现变形、扭曲等异常，不利于拉晶。

参见图1和图2，本实用新型提供一种单晶炉，包括炉体和导流筒6，所述炉体包括主室外壳1和副室外壳2，所述导流筒6位于所述主室外壳1内、且具有位于中心的拉晶通道，所述副室外壳2上设有与炉体内腔连通的第一进气口21，所述炉体还设有第二进气口11，所述单晶炉还包括供气管路，所述供气管路通过所述第二进气口11通入所述导流筒6的拉晶通道内。

这样设置的优点在于，第二进气口11给适量的氩气流量与第一进气口21配合稳定炉内压力，改变现有气流方式，减少了气旋的产生，减少炉内杂质带入硅液表面，降低熔融硅液内的碳含量，从而减少晶体出现短棱、变形和扭曲，改善产品品质。

需要说明的是，所述第二进气口11开设于所述主室外壳1或者所述副室外壳2靠近所述主室外壳1处，所述第一进气口21和所述第二进气口11的氩气供应量各自占比为6:4。

作为一种可实施方式，所述供气管路包括一个环形管路4和连通于所述环形管路4的至少两个条形管路3，所述环形管路4设在所述导流筒6内；所述环形管路4靠近拉晶通道的一侧设有若干个喷气口41，每个所述喷气口41均朝向拉晶通道设置，每个所述喷气口41的大小均一致。优选的，所述喷气口41的形状为圆形，喷气口41的直径为15-20mm。

随着拉晶过程的进行，硅棒穿过环形管路4不断向上生长，环形管路4上的喷气口41喷出的氩气直接冷却晶体结晶面，能够提高等径拉速，提升产能。

需要进一步说明的是，沿拉晶方向，所述环形管路4与所述导流筒6的下端平齐，或者相较于所述导流筒6的下端更靠近生长液面。

作为一种可实施方式，所述供气管路设有管路调节机构5，所述管路调节机构5机械连接于所述条形管路3；所述管路调节机构5包括往复式活塞机构51，所述往复式活塞机构51的活塞杆与所述条形管路3平行设置并且固定连接。

在需要往炉体内加料的时候，控制管路调节机构5中的往复式活塞机构51动作，活塞杆带动条形管路3上升；加料结束后活塞杆带动条形管路3下降至设定位置。

作为一种可实施方式，所述管路调节机构5还包括固定滑块52和导轨53，所述活塞杆通过固定滑块52与所述条形管路3固定连接，所述固定滑块52与所述导轨53滑动连接。

需要说明的是，每个所述管路调节机构5的外部套均设有保护罩54。

需要说明的是，条形管路3与固定滑块52可拆卸连接，这样的设置的优点在于，一是使条形管路3与固定滑块52的连接更加可靠，二是可以根据实际情况调节条形管路3与固定滑块52的连接的固定位置。

设置固定滑块52与导轨53滑动连接，可以对固定滑块52以及条形管路3的运动轨迹进行导向，从而保证条形管路3的运动轨迹在一条直线上，同时控制往各复式活塞机构协同动作，才能可靠调节环形管路4的位置。

作为一种可实施方式，所述条形管路3包括刚性的第一管段32和柔性的第二管段31，所述第二管段31一端设置气体入口311，另一端连接第一管段32，所述第一管段32穿过所述主腔外壳1与所述环形管路4相连。

将条形管路3分为两段，一段设为刚性的第一管段32，另一段设为柔性的第二管段31。第一管段32与管路调节机构5配合，第二管段31与第一管段32连接，第二管段31与氩气供应装置连接，使得氩气供应装置的选择和设置较为灵活。

作为一种可实施方式，所述第一管段32由所述主室外壳1上端穿入。

需要说明的是，所述主室外壳1包括主室壳身和盖体，第一管段32竖直穿过盖体与环形管路4相连。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种单晶炉，包括炉体和导流筒，所述炉体包括相连接的主室外壳和副室外壳，所述导流筒位于所述主室外壳内、且具有位于中心的拉晶通道，所述副室外壳上设有与炉体内腔连通的第一进气口，其特征在于，所述炉体还设有第二进气口，所述单晶炉还包括供气管路，所述供气管路通过所述第二进气口通入所述导流筒的拉晶通道内。

2.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，所述第二进气口开设于所述主室外壳或者所述副室外壳靠近所述主室外壳处，所述第一进气口和所述第二进气口的氩气供应量各自占比为6:4。

3.根据权利要求1或2所述的单晶炉，其特征在于，所述供气管路包括一个环形管路和连通于所述环形管路的至少两个条形管路，所述环形管路设在所述导流筒内；所述环形管路靠近所述拉晶通道的一侧设有若干个喷气口，每个所述喷气口均朝向所述拉晶通道设置，每个所述喷气口的大小均一致。

4.根据权利要求3所述的单晶炉，其特征在于，所述喷气口的形状为圆形，所述喷气口的直径为15-20mm。

5.根据权利要求3所述的单晶炉，其特征在于，沿拉晶方向，所述环形管路与所述导流筒的下端平齐，或者相较于所述导流筒的下端更靠近生长液面。

6.根据权利要求5所述的单晶炉，其特征在于，所述供气管路设有管路调节机构，所述管路调节机构机械连接于所述条形管路；所述管路调节机构包括往复式活塞机构，所述往复式活塞机构的活塞杆与所述条形管路平行设置并且固定连接。

7.根据权利要求6所述的单晶炉，其特征在于，所述管路调节机构还包括固定滑块和导轨，所述活塞杆通过固定滑块与所述条形管路固定连接，所述固定滑块与所述导轨滑动连接。

8.根据权利要求7所述的单晶炉，其特征在于，所述条形管路包括刚性的第一管段和柔性的第二管段，所述第二管段一端设置气体入口，另一端连接第一管段，所述第一管段穿过所述主腔外壳与所述环形管路相连。

9.根据权利要求8所述的单晶炉，其特征在于，所述第一管段由所述主室外壳上端穿入。

10.根据权利要求9所述的单晶炉，其特征在于，每个所述管路调节机构的外部套均设有保护罩。