CN102418140A - 硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长炉及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长炉及其方法。由提拉头、副炉室、隔离阀、炉体、上部保温罩、加热器、坩埚升降旋转机构、石墨坩埚、坩埚、钢丝绳、夹头等组成单晶提拉部分，由小炉筒、加料仓，隔离阀、加料和称重装置、连续熔化管，隔热体、加热器、熔体温度稳定管等构成熔体连续加注部分，实现多晶硅的连续熔化和硅单晶的连续生长。本发明能将相邻两次打开单晶炉的间隔时间延长到30天以上，能有效降低坩埚的尺寸、降低直拉硅单晶生长方法的能耗，提高了生产效率，也能有效降低直拉硅单晶生长方法的氧含量。
Description
技术领域
本发明涉及直拉硅单晶生长领域，尤其涉及一种硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长炉及其方法。
背景技术
直拉硅单晶生长炉的组成如图1所示，主要由四部分组成：
（一）炉体：包括石英坩埚7、石墨坩埚8（用来支撑石英坩埚）、加热器9及隔热体10、炉体16、保温罩20，炉体16内这些影响传热及温度分布的部件，一般称为热场，热场一般用所用的石英坩埚外径来表征，石英坩埚一般用其外径来表示，现在常用的有18英寸、20英寸、22英寸、24英寸、28英寸、32英寸的石英坩埚，对应的热场尺寸分别是18英寸、20英寸、22英寸、24英寸、28英寸、32英寸的热场；
（二） 单晶提升旋转机构：包括夹头5、钢丝绳3及提拉头1；提拉头1通过钢丝绳3、夹头5、籽晶6带动单晶17旋转和升降；
（三） 坩埚升降旋转机构12，带动石英坩埚7、石墨坩埚8、硅熔体18旋转和升降；
（四）气氛及压力控制***：包括氩气流量控制、真空***及压力自动控制阀；
（五） 生长控制***：包括加热变压器14、计算机控制***15、炉体温度探头19、直径控制探头22。
通常根据所生长的硅单晶的直径的大小和长度选用石英坩埚。。
晶体生长时要将石英坩埚内装满多晶硅，抽真空，给加热器9通电将炉内温度升高到1500-1600℃使多晶硅全部融化，控制温度通过加热变压器14、计算机控制***15、炉体温度探头19的共同作用将熔体温度稳定到硅的熔点温度以上10-30˚C的范围内，提拉头1下放钢丝绳3、夹头5和晶种6直到晶种和熔体熔接，熔接后通过热变压器14、计算机控制***15、炉体温度探头19、坩埚升降旋转机构12、提拉头1的共同作用控制熔体的温度、提拉速度、坩埚上升速度使硅单晶以晶种为中心长大到目标直径后开始等径生长，当剩料达到规定值后开始晶体尾部生长，尾部生长完成后单晶与剩余少量熔体脱离，晶体生长过程结束。将炉子冷却到常温后打开炉子取出单晶。更换石英坩埚重新开始下一个硅单晶生长过程。
使用现在的方法，要生长直径更大和长度更长的单晶需要使用更大尺寸的石英坩埚、更大的炉体尺寸、更大尺寸的热场。生长的单晶的体积由装料量决定，晶体生长的过程必定是一个频繁的加热冷却过程。因炉体尺寸大、晶体生长的过程是一个频繁的加热冷却过程，使用现在的直拉硅单晶生长方法的能耗大、效率低，生产每公斤硅单晶的电耗是区熔法的4-5倍，台机产量是区熔法的三分之一。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长炉及其方法。
一种硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长生长炉是：生长炉本体左侧从上到下顺次设有提拉头、副炉室、隔离阀、炉盖、炉体、电极、坩埚升降旋转机构，隔离阀安装在炉盖的上方，副炉室安装在隔离阀的上方，提拉头安装在副炉室的上方，炉盖盖在炉体上，下部隔热体安装在炉体的下部，炉体内从底部向上顺次安装隔热体、上部保温罩，在穿过炉体底部的电极上安装加热器，在下部隔热体、加热器、上部保温罩围成的空间内安装石墨坩埚，在石墨坩埚内安装坩埚，在坩埚内安装坩埚内环，石墨坩埚、坩埚及坩埚内的硅熔体和坩埚内环的重量由安装在炉体底部下方的坩埚升降旋转机构穿过炉体的底部支撑，副炉室、石墨坩埚、坩埚、坩埚内环、加热器是同轴布置，副炉室、石墨坩埚、坩埚、坩埚内环、加热器的轴线相对炉体的轴线向左偏移，炉体、隔热体、加热器均为圆柱形，炉盖的上方安装激光液面位置传感器、直径控制探头，炉体的侧壁中部安装炉体温度探头，提拉头1下端设有钢丝绳、夹头；生长炉本体右侧的炉盖的上方安装小炉筒，形状为圆筒形，在小炉筒的盖子上方向上顺次安装隔离阀、加料和称重装置、加料仓，加料仓内安装石英玻璃套，石英玻璃套内装多晶硅，小炉筒内的上部从外向内顺次安装隔热体、加热器、连续熔化管，热电偶穿过小炉筒的侧壁和隔热体的中部插到隔热体和加热器之间，在小炉筒的下部、炉体的右上部和坩埚的右上部，从外到内顺次安装隔热体、加热器、熔体温度稳定管，热电偶穿过炉体右上方的侧壁和隔热体的中部插到加热器和隔热体之间，支架安装在隔热体上，连续熔化管、隔热体安装在支架上，加料仓、隔热体、加热器、连续熔化管、隔热体、加热器、熔体温度稳定管同轴，并垂直于水平方向，在炉体的右边底部下方安装的电极和电极穿过炉体的底部和炉体的右边分别与加热器和加热器相连；三组加热变压器分别与电极、电极、电极通过加热电缆相连，控制***与加热变压器、直径控制探头、激光液面位置传感器、炉体温度探头、热电偶、热电偶、提拉头、加料和称重装置通过控制电缆相连接。
一种硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长生长炉是：生长炉本体左侧从上到下顺次设有提拉头、副炉室、隔离阀、炉盖、炉体、电极、坩埚升降旋转机构，隔离阀安装在炉盖的上方，副炉室安装在隔离阀的上方，提拉头安装在副炉室的上方，炉盖盖在炉体上，下部隔热体安装在炉体的下部，炉体内从底部向上顺次安装隔热体、上部保温罩，在穿过炉体底部的电极上安装加热器，在下部隔热体、加热器、上部保温罩围成的空间内安装石墨坩埚，在石墨坩埚内安装坩埚，在坩埚内安装坩埚内环，石墨坩埚、坩埚及坩埚内的硅熔体和坩埚内环的重量由安装在炉体底部下方的坩埚升降旋转机构穿过炉体的底部支撑，副炉室、石墨坩埚、坩埚、坩埚内环、加热器是同轴布置，副炉室、石墨坩埚、坩埚、坩埚内环、加热器的轴线相对炉体的轴线向左偏移，炉体、隔热体、加热器均为圆柱形，炉盖的上方安装激光液面位置传感器、直径控制探头，炉体的侧壁中部安装炉体温度探头，提拉头下端设有钢丝绳、夹头；生长炉本体右侧的炉盖的上方向上顺次安装隔离阀、加料和称重装置、加料仓，加料仓内安装石英玻璃套，炉体内的右上部区域紧挨炉盖的位置，从外向内顺次安装隔热体、加热器、连续熔化管，热电偶穿过炉体的炉壁和隔热体的中部插到隔热体和加热器之间，在坩埚的右侧上部和连续熔化管的左下方，从外到内顺次安装隔热体、加热器、熔体温度稳定管，热电偶穿过炉体右边中部的炉壁和隔热体插到加热器和隔热体之间，连续熔化管由隔热体的底部支撑，加料仓、隔热体、加热器、连续熔化管同轴且轴线垂直于水平方向，隔热体、加热器、熔体温度稳定管的轴线为水平方向，在炉体的右边底部下方安装的电极和电极穿过炉体的底部和炉体的右侧分别与加热器和加热器相连；三组加热变压器分别与电极、电极、电极通过加热电缆相连，控制***与加热变压器、直径控制探头、激光液面位置传感器、炉体温度探头、热电偶、热电偶、提拉头、加料和称重装置通过控制电缆相连接。
一种硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长生长炉是：生长炉本体左侧从上到下顺次设有提拉头、副炉室、隔离阀、炉盖、炉体、电极、坩埚升降旋转机构，隔离阀安装在炉盖的上方，副炉室安装在隔离阀的上方，提拉头安装在副炉室的上方，炉盖盖在炉体上，下部隔热体安装在炉体的下部，炉体内从底部向上顺次安装隔热体、上部保温罩，在穿过炉体底部的电极上安装加热器，在下部隔热体、加热器、上部保温罩围成的空间内安装石墨坩埚，在石墨坩埚内安装坩埚，在坩埚内安装坩埚内环，石墨坩埚、坩埚及坩埚内的硅熔体和坩埚内环的重量由安装在炉体底部下方的坩埚升降旋转机构穿过炉体的底部支撑，副炉室、石墨坩埚、坩埚、坩埚内环、加热器是同轴布置，副炉室、石墨坩埚、坩埚、坩埚内环、加热器的轴线相对炉体的轴线向左偏移，炉体、隔热体、加热器均为圆柱形，炉盖的上方安装激光液面位置传感器、直径控制探头，炉体的侧壁中部安装炉体温度探头，提拉头下端设有钢丝绳、夹头；生长炉本体右侧的炉盖的上方向上顺次安装隔离阀、加料和称重装置、加料仓，加料仓内安装石英玻璃套，在坩埚的右侧上部和炉体内的右上部紧挨炉盖的位置，从外向内顺次安装隔热体、加热器、连续熔化管，热电偶穿过炉体的炉壁和隔热体的中下部插到隔热体和加热器之间，连续熔化管由隔热体的底部支撑。隔热体、加热器、连续熔化管、加料仓的轴线垂直于水平方向。在炉体的右边底部下方安装的电极穿过炉体的底部和炉体的右侧与加热器相连；三组加热变压器分别与电极、电极、电极通过加热电缆相连，控制***与加热变压器、直径控制探头、激光液面位置传感器、炉体温度探头、热电偶、热电偶、提拉头、加料和称重装置通过控制电缆相连接。
一种硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长生长炉是：生长炉本体左侧从上到下顺次设有提拉头、副炉室、隔离阀、炉盖、炉体、电极、坩埚升降旋转机构，隔离阀安装在炉盖的上方，副炉室安装在隔离阀的上方，提拉头安装在副炉室的上方，炉盖盖在炉体上，下部隔热体安装在炉体的下部，炉体内从底部向上顺次安装隔热体、上部保温罩，在穿过炉体底部的电极上安装加热器，在下部隔热体、加热器、上部保温罩围成的空间内安装石墨坩埚，在石墨坩埚内安装坩埚，在坩埚内安装坩埚内环，石墨坩埚、坩埚及坩埚内的硅熔体和坩埚内环的重量由安装在炉体底部下方的坩埚升降旋转机构穿过炉体的底部支撑，副炉室、石墨坩埚、坩埚、坩埚内环、加热器是同轴布置，副炉室、石墨坩埚、坩埚、坩埚内环、加热器的轴线相对炉体的轴线向左偏移，炉体、隔热体、加热器均为圆柱形，炉盖的上方安装激光液面位置传感器、直径控制探头，炉体的侧壁中部安装炉体温度探头，提拉头下端设有钢丝绳、夹头；生长炉本体右侧的炉盖的上方安装独立的小炉筒，形状为圆筒形，随炉盖移动，在小炉筒的盖子上方向上顺次安装隔离阀加料和称重装置、加料仓，加料仓内安装石英玻璃套，石英玻璃套内装多晶硅。小炉筒内的上部区域从外向内顺次安装隔热体、加热器、连续熔化管，热电偶穿过小炉筒的炉壁和隔热体的中部插到隔热体和加热器之间，在小炉筒的下部从外到内顺次安装隔热体、加热器、熔体温度稳定管，热电偶穿过小炉筒下部的炉壁和隔热体的中部插到加热器和隔热体之间，支架安装在隔热体上，连续熔化管、隔热体安装在支架上，加料仓、隔热体、加热器、连续熔化管、隔热体、加热器、熔体温度稳定管同轴，轴线垂直于水平方向，在小炉筒的右边中部和下部安装的电极和电极穿过小炉筒的炉壁与加热器和加热器相连，在小炉筒的底部左边开直径50-100mm小通孔贯通小炉筒的底部和炉盖，在小通孔内安装流液管；三组加热变压器分别与电极、电极、电极通过加热电缆相连，控制***与加热变压器、直径控制探头、激光液面位置传感器、炉体温度探头、热电偶、热电偶、提拉头、加料和称重装置通过控制电缆相连接。
硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长方法是：通过加料和称重装置将加料仓中多晶硅连续或间歇地加注到多晶硅连续熔化管，连续熔化管的多晶硅熔化后由流液嘴流入熔体温度稳定管中，硅熔体在熔体温度稳定管内的流动过程中，温度被稳定在硅的熔点以上30-50℃的范围内，然后由流液嘴注入到坩埚内环与坩埚的壁之间的硅熔体注入区内，注入的硅熔体的温度在注入区再次被稳定和调整，硅熔体在坩埚内环内被连续提拉成硅单晶，注入区内的硅熔体经坩埚内环底部的流液洞进入坩埚内环，硅熔体仅在自身重力的作用下完成注入坩埚的全过程，安装在炉盖上激光液面位置传感器全程监测控制硅熔体的液面位置的变化。
本发明能有效降低生长同尺寸硅单晶使用的石英坩埚、热场、和炉体尺寸，使用小尺寸的坩埚、热场、和炉体尺寸生长大直径的长单晶。使硅单晶生长的过程不再是一个需要频繁的加热冷却过程，相邻两次打开炉子的间隔时间从现在的2-4天延长到20-30天以上。本发明提供的一种硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长方法及其生长炉，能有效降低直拉硅单晶生长方法的能耗，提高了生产效率，达到与区熔法相同的水平。本发明提供的一种硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长方法及其生长炉还能有效减少坩埚和热场的消耗。
本发明可以使用小尺寸的热场及坩埚生长大直径的长单晶，使直拉硅晶体生长时使用氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷坩埚代替石英坩埚成为可能 ，氮化硅陶瓷和碳化硅陶瓷坩埚的使用，可以将相邻两次打开炉子的间隔时间延长到30天以上，进一步减少坩埚和热场的消耗。
本发明提供的一种硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长炉及其方法因使用小尺寸石英坩埚、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷坩埚，能有效降低直拉硅单晶中的氧浓度，使直拉硅单晶的氧浓度降低到区熔硅单晶的水平。
附图说明
图1是常用直拉硅单晶生长炉结构示意图；
图2是硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长炉Ⅰ型结构示意图；
图3是硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长炉Ⅱ型结构示意图；
图4是硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长炉Ⅲ型结构示意图；
图5是硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长炉Ⅳ型结构示意图；
图6(a)是中心流液式多晶硅连续熔化管主视图；
图6(b)是中心流液式多晶硅连续熔化管俯视图；
图7是侧面流液式多晶硅连续熔化管或硅熔体温度稳定管剖面图；
图8(a)是硅熔体温度稳定管主视图；
图8(b)是硅熔体温度稳定管俯视图；
图9是侧面流液弯嘴式硅熔体温度稳定管剖面图；
图10(a)是笼型石墨加热器主视图；
图10(b)是笼型石墨加热器俯视图；
图11(a)是带内环的坩埚主视图；
图11(b)是带内环的坩埚俯视图；
图12(a)是带隔离壁的长方形坩埚主视图；
图12(b)是带隔离壁的长方形坩埚俯视图；
图中：提拉头1、副炉室2、钢丝绳3、隔离阀4、夹头5、晶种6、坩埚7、石墨坩埚8、加热器9、隔热体10、电极11、坩埚升降旋转机构12、下部隔热体13、加热变压器14、控制***15、炉体16、单晶17、硅熔体18、炉体温度探头19、上部保温罩20、炉盖21、直径控制探头22、激光液面位置传感器23、电极24、坩埚内环25、电极26、热电偶27、隔热体28、加热器29、熔体温度稳定管30、支架31、热电偶32、多晶硅33、加热器34、连续熔化管35、小炉筒36、隔热体37、隔离阀38、加料和称重装置39、加料仓40、石英玻璃套41、多晶硅42、熔体温度稳定管43、连续熔化管44、连续熔化管45、管体46、流液嘴47、管体48、流液嘴49、管体50、流液嘴51、管体52、流液嘴53、流液管54、流液洞55、熔体注入区56、单晶生长区57、隔离壁58、流液洞59、单晶生长区60、熔体注入区61。
具体实施方式
如图2所示，硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长生长炉Ⅰ型是：生长炉本体左侧从上到下顺次设有提拉头1、副炉室2、隔离阀4、炉盖21、炉体16、电极11、坩埚升降旋转机构12，隔离阀4安装在炉盖21的上方，副炉室2安装在隔离阀4的上方，提拉头1安装在副炉室2的上方，炉盖21盖在炉体16上，下部隔热体13安装在炉体16的下部，炉体16内从底部向上顺次安装隔热体10、上部保温罩20，在穿过炉体16底部的电极11上安装加热器9，在下部隔热体13、加热器9、上部保温罩20围成的空间内安装石墨坩埚8，在石墨坩埚8内安装坩埚7，在坩埚7内安装坩埚内环25，石墨坩埚8、坩埚7及坩埚7内的硅熔体18和坩埚内环25的重量由安装在炉体16底部下方的坩埚升降旋转机构12穿过炉体16的底部支撑，副炉室2、石墨坩埚8、坩埚7、坩埚内环25、加热器9是同轴布置，副炉室2、石墨坩埚8、坩埚7、坩埚内环25、加热器9的轴线相对炉体16的轴线向左偏移，炉体16、隔热体10、加热器9均为圆柱形，炉盖21的上方安装激光液面位置传感器23、直径控制探头22，炉体16的侧壁中部安装炉体温度探头19，提拉头1下端设有钢丝绳3、夹头5；生长炉本体右侧的炉盖21的上方安装小炉筒36，形状为圆筒形，在小炉筒36的盖子上方向上顺次安装隔离阀38、加料和称重装置39、加料仓40，加料仓40内安装石英玻璃套41，石英玻璃套41内装多晶硅42，小炉筒36内的上部从外向内顺次安装隔热体37、加热器34、连续熔化管35，热电偶32穿过小炉筒36的侧壁和隔热体37的中部插到隔热体37和加热器34之间，在小炉筒36的下部、炉体16的右上部和坩埚7的右上部，从外到内顺次安装隔热体28、加热器29、熔体温度稳定管30，热电偶27穿过炉体16右上方的侧壁和隔热体28的中部插到加热器29和隔热体28之间，支架31安装在隔热体28上，连续熔化管35、隔热体37安装在支架31上，加料仓40、隔热体37、加热器34、连续熔化管35、隔热体28、加热器29、熔体温度稳定管30同轴，并垂直于水平方向，在炉体16的右边底部下方安装的电极24和电极26穿过炉体16的底部和炉体16的右边分别与加热器34和加热器29相连；三组加热变压器14分别与电极11、电极26、电极24通过加热电缆相连，控制***15与加热变压器14、直径控制探头22、激光液面位置传感器23、炉体温度探头19、热电偶32、热电偶27、提拉头1、加料和称重装置39通过控制电缆相连接。
加料仓能够加注的多晶硅42为颗粒硅或粒度小于20的块状多晶硅，加料仓40的下部设加料和称重装置39，隔离阀38是在向加料仓补充多晶硅42时隔离炉体16的真空时使用，隔离阀38可以根据多晶硅的颗粒尺寸选用球阀、横向移动式隔离阀或上下翻转式隔离阀。
多晶硅熔化区由多晶硅的连续熔化管35、加热器34、隔热体37、热电偶32等构成，实现多晶硅33的连续加入和连续熔化。多晶硅的连续熔化管35为图6所示的中心流液式多晶硅连续熔化管，材质为石英玻璃、氮化硅陶瓷或碳化硅陶瓷，由管体46和流液嘴47组成，流液嘴47的外径D2为20-30mm,上面密布内径D3为1mm的圆孔，管体46的长度H1约为150-300mm，外径D1约为100-150mm，管体46和流液嘴47的壁厚约为10mm。加热器34为图10所示的笼形结构，材质为石墨，内径D10比管体46的外径D1大约20-30mm。隔热体37为石墨保温材料。多晶硅熔化区实现多晶硅的连续加入和连续熔化。
熔体温度稳定区由熔体温度稳定管30、加热器29、隔热体28、热电偶27等构成，熔体温度稳定管30如图7所示，材质为石英玻璃、氮化硅陶瓷或碳化硅陶瓷，流液嘴49外径D5约为20-30mm，长度L1约为200-300mm，管体48外径D4约为100-150mm，长度H4约为150-300mm。加热器29为图10所示的笼形结构，材质为石墨，内径D10比管体48的外径D4大约20-30mm。隔热体28为石墨保温材料。熔体温度稳定管30能使流入其中的硅熔体在温度稳定到目标温度后再流入晶体生长的坩埚7内的熔体注入区56。
为减少流入的硅熔体对正在生长的硅单晶17的影响，在坩埚7内安装坩埚内环25，坩埚内环25能阻挡流入的硅熔体对正在生长的硅单晶17的直接冲击。坩埚内环25可以熔接在坩埚7的底部，也可以对称地放置在坩埚7的中部。坩埚内环25的下部留有流液洞55，流液洞是硅熔体流入坩埚内环的通道。坩埚7和坩埚内环25的形状见图11.
炉子的加热变压器由三部分构成，分别向加热器9、加热器34、加热器29，提供加热电源，其功能分别是维持单晶生长的温度、连续熔化多晶硅和稳定连续加注的硅熔体温度。
在炉盖上安装激光液面位置传感器23全程监测硅熔体18的液面位置的变化，当液面上升时，控制***15控制坩埚升降旋转机构12降低坩埚7位置，控制加热变压器14降低加热器34的功率，降低连续熔化管35的多晶硅33熔化的速度，减少硅熔体的补充速度。当液面下降时，控制***15控制坩埚升降旋转机构12升高坩埚7的位置，控制加热变压器14增加加热器34功率，增加连续熔化管35的多晶硅33熔化的速度，增加硅熔体的补充量。
坩埚7和副炉室2可以不与炉体16同轴以减小炉体16的内径，炉体为圆筒形。
连续加注的硅料的流动路线为加料仓40、连续熔化管35、熔体温度稳定管30、坩埚7内的熔体注入区56、坩埚7内的单晶生长区57
如图3所示，硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长生长炉Ⅱ型是：生长炉本体左侧从上到下顺次设有提拉头1、副炉室2、隔离阀4、炉盖21、炉体16、电极11、坩埚升降旋转机构12，隔离阀4安装在炉盖21的上方，副炉室2安装在隔离阀4的上方，提拉头1安装在副炉室2的上方，炉盖21盖在炉体16上，下部隔热体13安装在炉体16的下部，炉体16内从底部向上顺次安装隔热体10、上部保温罩20，在穿过炉体16底部的电极11上安装加热器9，在下部隔热体13、加热器9、上部保温罩20围成的空间内安装石墨坩埚8，在石墨坩埚8内安装坩埚7，在坩埚7内安装坩埚内环25，石墨坩埚8、坩埚7及坩埚7内的硅熔体18和坩埚内环25的重量由安装在炉体16底部下方的坩埚升降旋转机构12穿过炉体16的底部支撑，副炉室2、石墨坩埚8、坩埚7、坩埚内环25、加热器9是同轴布置，副炉室2、石墨坩埚8、坩埚7、坩埚内环25、加热器9的轴线相对炉体16的轴线向左偏移，炉体16、隔热体10、加热器9均为圆柱形，炉盖21的上方安装激光液面位置传感器23、直径控制探头22，炉体16的侧壁中部安装炉体温度探头19，提拉头1下端设有钢丝绳3、夹头5；生长炉本体右侧的炉盖21的上方向上顺次安装隔离阀38、加料和称重装置39、加料仓40，加料仓40内安装石英玻璃套41，炉体16内的右上部区域紧挨炉盖的位置，从外向内顺次安装隔热体37、加热器34、连续熔化管44，热电偶32穿过炉体16的炉壁和隔热体37的中部插到隔热体37和加热器34之间，在坩埚7的右侧上部和连续熔化管44的左下方，从外到内顺次安装隔热体28、加热器29、熔体温度稳定管43，热电偶27穿过炉体16右边中部的炉壁和隔热体28插到加热器29和隔热体28之间，连续熔化管44由隔热体37的底部支撑，加料仓40、隔热体37、加热器34、连续熔化管44同轴且轴线垂直于水平方向，隔热体28、加热器29、熔体温度稳定管43的轴线为水平方向，在炉体16的右边底部下方安装的电极24和电极26穿过炉体16的底部和炉体16的右侧分别与加热器34和加热器29相连；三组加热变压器14分别与电极11、电极26、电极24通过加热电缆相连，控制***15与加热变压器14、直径控制探头22、激光液面位置传感器23、炉体温度探头19、热电偶32、热电偶27、提拉头1、加料和称重装置39通过控制电缆相连接。
多晶硅熔化区由多晶硅的连续熔化管44、加热器34、隔热体37、热电偶32等构成，实现多晶硅33的连续加入和连续熔化。多晶硅的连续熔化管44为图7所示的硅熔体温度稳定管，材质为石英玻璃、氮化硅陶瓷或碳化硅陶瓷，流液嘴49外径D5约为20-30mm，长度L1约为200-300mm，管体48外径D4约为100-150mm，长度H4约为150-300mm，壁厚约10mm。加热器34为图10所示的笼形结构，材质为石墨，内径D10比管体48的外径D4大约20-30mm。隔热体37为石墨保温材料。多晶硅熔化区实现多晶硅的连续加入和连续熔化。
熔体温度稳定区由熔体温度稳定管43、加热器29、隔热体28、热电偶27等构成，熔体温度稳定管43如图8所示，流液嘴51外径D7约为20-30mm，管体50外径D6约为50-100mm，长度H6约为100-150mm，壁厚约10mm。加热器29为图10所示的笼形结构，材质为石墨，内径D10比管体50的外径D6大约20-30mm。隔热体28为石墨保温材料。熔体温度稳定管43能使流入其中的硅熔体在温度稳定到目标温度后再流入晶体生长的坩埚7的熔体注入区56。
如图4所示，硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长生长炉Ⅲ型是：生长炉本体左侧从上到下顺次设有提拉头1、副炉室2、隔离阀4、炉盖21、炉体16、电极11、坩埚升降旋转机构12，隔离阀4安装在炉盖21的上方，副炉室2安装在隔离阀4的上方，提拉头1安装在副炉室2的上方，炉盖21盖在炉体16上，下部隔热体13安装在炉体16的下部，炉体16内从底部向上顺次安装隔热体10、上部保温罩20，在穿过炉体16底部的电极11上安装加热器9，在下部隔热体13、加热器9、上部保温罩20围成的空间内安装石墨坩埚8，在石墨坩埚8内安装坩埚7，在坩埚7内安装坩埚内环25，石墨坩埚8、坩埚7及坩埚7内的硅熔体18和坩埚内环25的重量由安装在炉体16底部下方的坩埚升降旋转机构12穿过炉体16的底部支撑，副炉室2、石墨坩埚8、坩埚7、坩埚内环25、加热器9是同轴布置，副炉室2、石墨坩埚8、坩埚7、坩埚内环25、加热器9的轴线相对炉体16的轴线向左偏移，炉体16、隔热体10、加热器9均为圆柱形，炉盖21的上方安装激光液面位置传感器23、直径控制探头22，炉体16的侧壁中部安装炉体温度探头19，提拉头1下端设有钢丝绳3、夹头5；生长炉本体右侧的炉盖21的上方向上顺次安装隔离阀38、加料和称重装置39、加料仓40，加料仓40内安装石英玻璃套41，在坩埚7的右侧上部和炉体16内的右上部紧挨炉盖的位置，从外向内顺次安装隔热体37、加热器34、连续熔化管44，热电偶32穿过炉体16的炉壁和隔热体37的中下部插到隔热体37和加热器34之间，连续熔化管44由隔热体37的底部支撑。隔热体37、加热器34、连续熔化管44、加料仓40的轴线垂直于水平方向。在炉体16的右边底部下方安装的电极24穿过炉体16的底部和炉体16的右侧与加热器34相连；三组加热变压器14分别与电极11、电极26、电极24通过加热电缆相连，控制***15与加热变压器14、直径控制探头22、激光液面位置传感器23、炉体温度探头19、热电偶32、热电偶27、提拉头1、加料和称重装置39通过控制电缆相连接。
多晶硅熔化区由多晶硅的连续熔化管44、加热器34、隔热体37、热电偶32等构成，实现多晶硅33的连续加入和连续熔化。多晶硅的连续熔化管44为图7所示的硅熔体温度稳定管，材质为石英玻璃、氮化硅陶瓷或碳化硅陶瓷，流液嘴49外径D5约为20-30mm，长度L1约为200-300mm，管体48外径D4约为100-150mm，长度H4约为150-300mm，壁厚约10mm。加热器34为图10所示的笼形结构，材质为石墨，内径D10比管体48的外径D4大约20-30mm。隔热体37为石墨保温材料。多晶硅熔化区实现多晶硅的连续加入和连续熔化。
硅熔体直接从多晶硅的连续熔化管44的流液嘴49流入坩埚7内的熔体注入区56.
如图5所示，硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长生长炉Ⅳ型是：生长炉本体左侧从上到下顺次设有提拉头1、副炉室2、隔离阀4、炉盖21、炉体16、电极11、坩埚升降旋转机构12，隔离阀4安装在炉盖21的上方，副炉室2安装在隔离阀4的上方，提拉头1安装在副炉室2的上方，炉盖21盖在炉体16上，下部隔热体13安装在炉体16的下部，炉体16内从底部向上顺次安装隔热体10、上部保温罩20，在穿过炉体16底部的电极11上安装加热器9，在下部隔热体13、加热器9、上部保温罩20围成的空间内安装石墨坩埚8，在石墨坩埚8内安装坩埚7，在坩埚7内安装坩埚内环25，石墨坩埚8、坩埚7及坩埚7内的硅熔体18和坩埚内环25的重量由安装在炉体16底部下方的坩埚升降旋转机构12穿过炉体16的底部支撑，副炉室2、石墨坩埚8、坩埚7、坩埚内环25、加热器9是同轴布置，副炉室2、石墨坩埚8、坩埚7、坩埚内环25、加热器9的轴线相对炉体16的轴线向左偏移，炉体16、隔热体10、加热器9均为圆柱形，炉盖21的上方安装激光液面位置传感器23、直径控制探头22，炉体16的侧壁中部安装炉体温度探头19，提拉头1下端设有钢丝绳3、夹头5；生长炉本体右侧的炉盖21的上方安装独立的小炉筒36，形状为圆筒形，随炉盖21移动，在小炉筒36的盖子上方向上顺次安装隔离阀38、加料和称重装置39、加料仓40，加料仓40内安装石英玻璃套41，石英玻璃套41内装多晶硅42。小炉筒36内的上部区域从外向内顺次安装隔热体37、加热器34、连续熔化管35，热电偶32穿过小炉筒36的炉壁和隔热体37的中部插到隔热体37和加热器34之间，在小炉筒36的下部从外到内顺次安装隔热体28、加热器29、熔体温度稳定管30，热电偶27穿过小炉筒36下部的炉壁和隔热体28的中部插到加热器29和隔热体28之间，支架31安装在隔热体28上，连续熔化管35、隔热体37安装在支架31上，加料仓40、隔热体37、加热器34、连续熔化管35、隔热体28、加热器29、熔体温度稳定管30同轴，轴线垂直于水平方向，在小炉筒36的右边中部和下部安装的电极24和电极26穿过小炉筒36的炉壁与加热器34和加热器29相连，在小炉筒36的底部左边开直径50-100mm小通孔贯通小炉筒36的底部和炉盖21，在小通孔内安装流液管54；三组加热变压器14分别与电极11、电极26、电极24通过加热电缆相连，控制***15与加热变压器14、直径控制探头22、激光液面位置传感器23、炉体温度探头19、热电偶32、热电偶27、提拉头1、加料和称重装置39通过控制电缆相连接。
多晶硅熔化区由多晶硅的连续熔化管35、加热器34、隔热体37、热电偶32等构成，实现多晶硅的连续加入和连续熔化。多晶硅的连续熔化管35为图6所示的中心流液式多晶硅连续熔化管，材质为石英玻璃、氮化硅陶瓷或碳化硅陶瓷，由管体46和流液嘴47组成，流液嘴47外径D2为20-30mm,上面密布内径D3为1mm的圆孔，管体46的长度H1约为150-300mm，外径D1约为100-150mm，管体46和流液嘴47的壁厚约为10mm。加热器34为图10所示的笼形结构，材质为石墨，内径D10比管体46的外径D1大约20-30mm。隔热体37为石墨保温材料。多晶硅熔化区实现多晶硅的连续加入和连续熔化。
熔体温度稳定区由熔体温度稳定管30、加热器29、隔热体28、热电偶27等构成，熔体温度稳定管30如图9所示侧面流液弯嘴式硅熔体温度稳定管，材质为石英玻璃、氮化硅陶瓷或碳化硅陶瓷，流液嘴53外径D9约为20-30mm，长度H9约为50-150mm，管体52外径D8约为100-150mm，长度H7约为150-300mm，壁厚约10mm。加热器34为图10所示的笼形结构，材质为石墨，内径D10比管体52的外径D8大约20-30mm。隔热体28为石墨保温材料。熔体温度稳定管30能使流入其中的硅熔体在温度稳定到目标温度后再流入晶体生长的坩埚。硅熔体从流液嘴53经流液管54流入坩埚7内的熔体注入区56.
硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长方法是：通过加料和称重装置39将加料仓40中多晶硅连续或间歇地加注到多晶硅连续熔化管35，连续熔化管35的多晶硅熔化后由流液嘴流入熔体温度稳定管30中，硅熔体在熔体温度稳定管30内的流动过程中，温度被稳定在硅的熔点以上30-50℃的范围内，然后由流液嘴注入到坩埚内环25与坩埚7的壁之间的硅熔体注入区56内，注入的硅熔体的温度在注入区56再次被稳定和调整，硅熔体在坩埚内环25内被连续提拉成硅单晶，注入区56内的硅熔体经坩埚内环25底部的流液洞55进入坩埚内环，硅熔体仅在自身重力的作用下完成注入坩埚7的全过程，安装在炉盖21上的激光液面位置传感器23全程监测控制硅熔体的液面位置的变化。
本发明使用的坩埚7的形状如图11所示，在坩埚7内安装坩埚内环25。坩埚内环25熔接在坩埚7的底部，坩埚由坩埚内环25、坩埚7、流液洞55等构成，坩埚7形状与现在直拉硅单晶生长炉常用的坩埚的形状相同，坩埚内环25为圆柱形，坩埚内环25的下部熔接在坩埚7的底部，坩埚内环25的下部与坩埚7的底部接触处对称分布有四个流液洞55，坩埚内环25与坩埚7同轴。坩埚内环25和坩埚7的壁厚一般8-12mm，坩埚内环25的外径d是坩埚7的外径D的0.5-0.7倍，坩埚内环25的高度h1一般为坩埚7的高度h2的0.6-0.8倍。实际使用时根据生长的硅单晶的外径选用坩埚和坩埚内环的尺寸。坩埚内环25的高度h1一般比多晶硅完全熔化后的液面深度大20-30
mm。流液洞55的直径φ一般为10-20mm。
也可使用图12所示的方形坩埚，在单晶生长过程中坩埚不转动。坩埚由单晶生长区60和熔体注入区61构成，内设隔离壁58，和流液洞59，使用方形坩埚时热场的形状也要做相应的变化。
坩埚的材料可以使用石英玻璃、氮化硅陶瓷或碳化硅陶瓷。
本发明使用笼形石墨加热器，也可使用其它形状和材料的加热器或使用高频感应加热。
以上仅是本发明的具体应用案例，对本发明保护范围不构成任何限制。凡采用等同变化或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (5)
1.一种硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长炉，其特征在于：生长炉本体左侧从上到下顺次设有提拉头(1)、副炉室(2)、隔离阀(4)、炉盖(21)、炉体(16)、电极(11)、坩埚升降旋转机构(12)，隔离阀(4)安装在炉盖(21)的上方，副炉室(2)安装在隔离阀(4)的上方，提拉头(1)安装在副炉室(2)的上方，炉盖(21)盖在炉体(16)上，下部隔热体(13)安装在炉体(16)的下部，炉体(16)内从底部向上顺次安装隔热体(10)、上部保温罩(20)，在穿过炉体(16)底部的电极(11)上安装加热器(9)，在下部隔热体(13)、加热器(9)、上部保温罩(20)围成的空间内安装石墨坩埚(8)，在石墨坩埚(8)内安装坩埚(7)，在坩埚(7)内安装坩埚内环(25)，石墨坩埚(8)、坩埚(7)及坩埚(7)内的硅熔体(18)和坩埚内环(25)的重量由安装在炉体(16)底部下方的坩埚升降旋转机构(12)穿过炉体(16)的底部支撑，副炉室(2)、石墨坩埚(8)、坩埚(7)、坩埚内环(25)、加热器(9)是同轴布置，副炉室(2)、石墨坩埚(8)、坩埚(7)、坩埚内环(25)、加热器(9)的轴线相对炉体(16)的轴线向左偏移，炉体(16)、隔热体(10)、加热器(9)均为圆柱形，炉盖(21)的上方安装激光液面位置传感器(23)、直径控制探头(22)，炉体(16)的侧壁中部安装炉体温度探头(19)，提拉头(1)下端设有钢丝绳(3)、夹头(5)；生长炉本体右侧的炉盖(21)的上方安装小炉筒(36)，形状为圆筒形，在小炉筒 (36)的盖子上方向上顺次安装隔离阀(38)、加料和称重装置(39)、加料仓(40)，加料仓(40)内安装石英玻璃套(41)，小炉筒 (36)内的上部从外向内顺次安装隔热体(37)、加热器(34)、连续熔化管(35)，热电偶(32)穿过小炉筒(36)的侧壁和隔热体(37)的中部插到隔热体(37)和加热器(34)之间，在小炉筒(36)的下部、炉体(16)的右上部和坩埚(7)的右上部，从外到内顺次安装隔热体(28)、加热器(29)、熔体温度稳定管(30)，热电偶(27)穿过炉体(16)右上方的侧壁和隔热体(28)的中部插到加热器(29)和隔热体(28)之间，支架(31)安装在隔热体(28)上，连续熔化管(35)、隔热体(37)安装在支架(31)上，加料仓(40)、隔热体(37)、加热器(34)、连续熔化管(35)、隔热体(28)、加热器(29)、熔体温度稳定管(30)同轴，并垂直于水平方向，在炉体(16)的右侧底部下方安装的电极 (24)和电极(26)穿过炉体(16)的底部和炉体(16)的右侧分别与加热器(34)和加热器(29)相连；三组加热变压器(14)分别与电极(11)、电极(26)、电极(24)通过加热电缆相连，控制***(15)与加热变压器(14)、直径控制探头 (22)、激光液面位置传感器(23)、炉体温度探头(19)、热电偶(32)、热电偶(27)、提拉头(1)、加料和称重装置(39)通过控制电缆相连接。
2.一种硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长炉，其特征在于：生长炉本体左侧从上到下顺次设有提拉头(1)、副炉室(2)、隔离阀(4)、炉盖(21)、炉体(16)、电极(11)、坩埚升降旋转机构(12)，隔离阀(4)安装在炉盖(21)的上方，副炉室(2)安装在隔离阀(4)的上方，提拉头(1)安装在副炉室(2)的上方，炉盖(21)盖在炉体(16)上，下部隔热体(13)安装在炉体(16)的下部，炉体(16)内从底部向上顺次安装隔热体(10)、上部保温罩(20)，在穿过炉体(16)底部的电极(11)上安装加热器(9)，在下部隔热体(13)、加热器(9)、上部保温罩(20)围成的空间内安装石墨坩埚(8)，在石墨坩埚(8)内安装坩埚(7)，在坩埚(7)内安装坩埚内环(25)，石墨坩埚(8)、坩埚(7)及坩埚(7)内的硅熔体(18)和坩埚内环(25)的重量由安装在炉体(16)底部下方的坩埚升降旋转机构(12)穿过炉体(16)的底部支撑，副炉室(2)、石墨坩埚(8)、坩埚(7)、坩埚内环(25)、加热器(9)是同轴布置，副炉室(2)、石墨坩埚(8)、坩埚(7)、坩埚内环(25)、加热器(9)的轴线相对炉体(16)的轴线向左偏移，炉体(16)、隔热体(10)、加热器(9)均为圆柱形，炉盖(21)的上方安装激光液面位置传感器(23)、直径控制探头(22)，炉体(16)的侧壁中部安装炉体温度探头(19)，提拉头(1)下端设有钢丝绳(3)、夹头(5)；生长炉本体右侧的炉盖(21)的上方向上顺次安装隔离阀(38)、加料和称重装置(39)、加料仓(40)，加料仓(40)内安装石英玻璃套(41)，炉体(16)内的右上部区域紧挨炉盖的位置，从外向内顺次安装隔热体(37)、加热器(34)、连续熔化管(44)，热电偶(32)穿过炉体(16)的炉壁和隔热体(37)的中部插到隔热体(37)和加热器(34)之间，在坩埚(7)的右侧上部和连续熔化管(44)的左下方，从外到内顺次安装隔热体(28)、加热器(29)、熔体温度稳定管(43)，热电偶(27)穿过炉体(16)右边中部的炉壁和隔热体(28)插到加热器(29)和隔热体(28)之间，连续熔化管(44)由隔热体(37)的底部支撑，加料仓(40)、隔热体(37)、加热器(34)、连续熔化管(44)同轴且轴线垂直于水平方向，隔热体(28)、加热器(29)、熔体温度稳定管(43)的轴线为水平方向，在炉体(16)的右边底部下方安装的电极(24)和电极(26)穿过炉体(16)的底部和炉体(16)的右侧分别与加热器(34)和加热器(29)相连；三组加热变压器(14)分别与电极(11)、电极(26)、电极 (24)通过加热电缆相连，控制***(15)与加热变压器(14)、直径控制探头(22)、激光液面位置传感器(23)、炉体温度探头(19)、热电偶(32)、热电偶(27)、提拉头(1)、加料和称重装置(39)通过控制电缆相连接。
3.一种硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长炉，其特征在于：生长炉本体左侧从上到下顺次设有提拉头(1)、副炉室(2)、隔离阀(4)、炉盖(21)、炉体(16)、电极(11)、坩埚升降旋转机构(12)，隔离阀(4)安装在炉盖(21)的上方，副炉室(2)安装在隔离阀(4)的上方，提拉头(1)安装在副炉室(2)的上方，炉盖(21)盖在炉体(16)上，下部隔热体(13)安装在炉体(16)的下部，炉体(16)内从底部向上顺次安装隔热体(10)、上部保温罩(20)，在穿过炉体(16)底部的电极(11)上安装加热器(9)，在下部隔热体(13)、加热器(9)、上部保温罩(20)围成的空间内安装石墨坩埚(8)，在石墨坩埚(8)内安装坩埚(7)，在坩埚(7)内安装坩埚内环(25)，石墨坩埚(8)、坩埚(7)及坩埚(7)内的硅熔体(18)和坩埚内环(25)的重量由安装在炉体(16)底部下方的坩埚升降旋转机构(12)穿过炉体(16)的底部支撑，副炉室(2)、石墨坩埚(8)、坩埚(7)、坩埚内环(25)、加热器(9)是同轴布置，副炉室(2)、石墨坩埚(8)、坩埚(7)、坩埚内环(25)、加热器(9)的轴线相对炉体(16)的轴线向左偏移，炉体(16)、隔热体(10)、加热器(9)均为圆柱形，炉盖(21)的上方安装激光液面位置传感器(23)、直径控制探头(22)，炉体(16)的侧壁中部安装炉体温度探头(19)，提拉头(1)下端设有钢丝绳(3)、夹头(5)；生长炉本体右侧的炉盖(21)的上方向上顺次安装隔离阀(38)、加料和称重装置(39)、加料仓(40)，加料仓(40)内安装石英玻璃套(41)，在坩埚(7)的右侧上部和炉体(16)内的右上部紧挨炉盖的位置，从外向内顺次安装隔热体(37)、加热器(34)、连续熔化管(44)，热电偶(32)穿过炉体(16)的炉壁和隔热体(37)的中下部插到隔热体(37)和加热器(34)之间，连续熔化管(44)由隔热体(37)的底部支撑，隔热体(37)、加热器(34)、连续熔化管(44)、加料仓(40)的轴线垂直于水平方向，在炉体(16)的右边底部下方安装的电极(24)穿过炉体(16)的底部和炉体(16)的右侧与加热器(34)相连；三组加热变压器(14)分别与电极(11)、电极(26)、电极(24)通过加热电缆相连，控制***(15)与加热变压器(14)、直径控制探头(22)、激光液面位置传感器(23)、炉体温度探头(19)、热电偶(32)、热电偶(27)、提拉头(1)、加料和称重装置(39)通过控制电缆相连接。
4.一种硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长炉，其特征在于：生长炉本体左侧从上到下顺次设有提拉头(1)、副炉室(2)、隔离阀(4)、炉盖(21)、炉体(16)、电极(11)、坩埚升降旋转机构(12)，隔离阀(4)安装在炉盖(21)的上方，副炉室(2)安装在隔离阀(4)的上方，提拉头(1)安装在副炉室(2)的上方，炉盖(21)盖在炉体(16)上，下部隔热体(13)安装在炉体(16)的下部，炉体(16)内从底部向上顺次安装隔热体(10)、上部保温罩(20)，在穿过炉体(16)底部的电极(11)上安装加热器(9)，在下部隔热体(13)、加热器(9)、上部保温罩(20)围成的空间内安装石墨坩埚(8)，在石墨坩埚(8)内安装坩埚(7)，在坩埚(7)内安装坩埚内环(25)，石墨坩埚(8)、坩埚(7)及坩埚(7)内的硅熔体(18)和坩埚内环(25)的重量由安装在炉体(16)底部下方的坩埚升降旋转机构(12)穿过炉体(16)的底部支撑，副炉室(2)、石墨坩埚(8)、坩埚(7)、坩埚内环(25)、加热器(9)是同轴布置，副炉室(2)、石墨坩埚(8)、坩埚(7)、坩埚内环(25)、加热器(9)的轴线相对炉体(16)的轴线向左偏移，炉体(16)、隔热体(10)、加热器(9)均为圆柱形，炉盖(21)的上方安装激光液面位置传感器(23)、直径控制探头(22)，炉体(16)的侧壁中部安装炉体温度探头(19)，提拉头(1)下端设有钢丝绳(3)、夹头(5)；生长炉本体右侧的炉盖(21)的上方安装独立的小炉筒(36)，形状为圆筒形，随炉盖(21)移动，在小炉筒(36)的盖子上方向上顺次安装隔离阀(38)、加料和称重装置(39)、加料仓(40)，加料仓(40)内安装石英玻璃套(41)，石英玻璃套(41)内装多晶硅(42)；小炉筒(36)内的上部区域从外向内顺次安装隔热体(37)、加热器(34)、连续熔化管(35)，热电偶(32)穿过小炉筒(36)的炉壁和隔热体(37)的中部插到隔热体(37)和加热器(34)之间，在小炉筒(36)的下部从外到内顺次安装隔热体(28)、加热器(29)、熔体温度稳定管(30)，热电偶(27)穿过小炉筒 (36)下部的炉壁和隔热体 (28)的中部插到加热器(29)和隔热体(28)之间，支架 (31)安装在隔热体(28上)，连续熔化管 (35)、隔热体(37)安装在支架(31)上，加料仓(40)、隔热体(37)、加热器(34)、连续熔化管(35)、隔热体(28)、加热器(29)、熔体温度稳定管(30)同轴，轴线垂直于水平方向，在小炉筒(36)的右边中部和下部安装的电极(24)和电极(26)穿过小炉筒(36)的炉壁与加热器(34)和加热器(29)相连，在小炉筒(36)的底部左边开直径50-100mm小通孔贯通小炉筒 (36)的底部和炉盖(21)，在小通孔内安装流液管(54)；三组加热变压器(14)分别与电极(11)、电极(26)、电极(24)通过加热电缆相连，控制***(15)与加热变压器(14)、直径控制探头(22)、激光液面位置传感器(23)、炉体温度探头(19)、热电偶(32)、热电偶(27)、提拉头(1)、加料和称重装置(39)通过控制电缆相连接。
5.一种硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长方法，其特征在于：通过加料和称重装置(39)将加料仓(40)中多晶硅连续或间歇地加注到多晶硅连续熔化管(35)，连续熔化管(35)的多晶硅熔化后由流液嘴流入熔体温度稳定管(30)中，硅熔体在熔体温度稳定管(30)内的流动过程中，温度被稳定在硅的熔点以上30-50℃的范围内，然后由流液嘴注入到坩埚内环(25)与坩埚(7)的壁之间的硅熔体注入区(56)内，注入的硅熔体的温度在注入区(56)再次被稳定和调整，硅熔体在坩埚内环(25)内被连续提拉成硅单晶，注入区(56)内的硅熔体经坩埚内环(25)底部的流液洞(55)进入坩埚内环，硅熔体仅在自身重力的作用下完成注入坩埚(7)的全过程，安装在炉盖（21）上的激光液面位置传感器(23)全程监测控制硅熔体的液面位置的变化。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120418 |