CN201162067Y - 多晶硅制造炉 - Google Patents

Abstract

多晶硅制造炉，包括腔体；位于腔体内的坩埚，坩埚用于装入硅；位于腔体内且设置在坩埚四周的隔热材料；设置在隔热材料内的加热器；加热器对装入坩埚内的硅进行加热；其隔热材料分为一位于坩埚侧面及上部的第一隔热材料和位于坩埚下部的第二隔热材料；在第二隔热材料上设置有能够窥视坩埚内部的间隙；在第一和第二的隔热材料上设置有驱动第一和第二的隔热材料进行垂直方向运动的第一和第二移动装置。通过第一和第二移动装置的开启与关闭，来控制间隙关闭与开启，实施加热与冷却。本实用新型在使用坩埚制造具有单向凝固组织的硅锭时以低成本提供适合大规模生产的制造装置，同时提供能够安全制造的方法，其工业价值显然是很大的。

Description

多晶硅制造炉

技术领域

本实用新型涉及多晶硅的制造装置，尤其涉及使用于太阳能电池等的多晶硅的制造炉。

背景技术

中国专利申请号为200710109123.9公开的一种利用冷却板使坩埚中的熔融硅凝固，从而制造形成均匀晶粒的太阳能电池用多晶硅锭的制造装置。参见图1，在O环(O-ring)型工艺室210内设有用于熔解硅的坩埚230。工艺室210壁面内部设有管，由冷却水管路(未图示)供应的冷却水在其中流动。

坩埚230下部设有碳材料支撑台240，为了加热坩埚230在坩埚230周围设有第一及第二加热器221、222。加热器与从工艺室外部连接过来的电源供应装置(未图示)相连，由此根据所供应的电源产生热量。该热量通过设在加热器附近的多个温度传感器表示在控制部。支撑台240下部设有用于上下移动坩埚230的第一移送轴251。第一移送轴251设在支撑台240的四个角落。设在坩埚230下部的第二加热器222由可以进行开闭的两个加热器构成，该两个加热器在加热坩埚230时被关闭，但是加热结束之后在为了冷却而根据第一移送轴251的动作将坩埚230向下移动之前通过水平运动的移送夹具280向相邻的工艺室壁面移动而被打开。

第二加热器222下部设有由两个隔热板构成的第二隔热板212，该第二隔热板212与第二加热器222一样可以通过水平运动的移送夹具280进行开闭。在坩埚230通过第一移送轴251向下移动之前，第二隔热板212与第二加热器222一样水平移动而被打开。

第二隔热板212下部设有冷却板260，用来对被加热的坩埚230进行冷却。使用冷却板260可以加快冷却速度而将冷却效率最大化。最终可以通过适当地调节冷却速度来使熔融硅凝固工艺最优化。

但上述专利为了使熔化的硅单向凝固，必须使坩埚升降，具有不便用于大规模生产的缺点。

中国专利申请号为200620031881.4公开的制备多晶硅用铸锭炉，其在坩埚外扣设加热罩，加热罩外扣设与其联接的保温罩，坩埚底部设有水冷却循环***，加热罩中自下而上设有分层加热元件。同时在坩埚底部或/和保温罩顶部设有升降机构。

在该装置中为了使熔化的硅单向凝固，必须使坩埚升降，具有不便用于大规模生产的缺点。

在日本专利特开2002-293526号公报上记载了利用隔热材料做成的隔板将具有加热功能的上部腔室和具有冷却功能的下部腔室隔开，同时将该隔板的一部分开口设置的上部腔室与下部腔室的连通口内可升降地配置坩埚放置台，在包围下部腔室中的该放置台的升降路径的位置上设置冷却板，进行单向凝固的装置(附图省略)。

在该装置中为了使熔化的硅单向凝固，必须使坩埚升降，而且由于是从侧面进行冷却的方式，具有不便用于大规模生产的缺点。

又，日本专利特开平11-310496号公报上记载有在下部加热器上设置垫板，在该垫板上设置坩埚，在该坩埚上方设置上部加热器，而且用隔热材料包围该坩埚周围，在这样形成的熔化装置的坩埚内装入硅原料，用下部加热器和上部加热器对硅原料进行加热使其熔化，在硅原料完全熔化后，停止下部加热器的输出，同时将不活泼气体通向该垫板，对坩埚底部进行冷却，控制上部加热器的输出，使其单向凝固的方法和装置(附图省略)。

在该方法和装置中，由于下部加热器和垫板直接支持坩埚，因此在结构上不利于使用在大规模生产上。

实用新型内容

本实用新型的目的在于旨在解决上述存在问题，而提供没有必要使坩埚升降或用下部加热器和垫板支持坩埚的能够大规模生产太阳能电池用多晶硅锭的多晶硅制造炉。

本实用新型的目的可以采用以上技术方案来实现：

多晶硅制造炉，包括：

一腔体；

位于所述的腔体内的坩埚，所述的坩埚用于装入硅；

位于所述腔体内且设置在所述坩埚四周的隔热材料；

设置在所述隔热材料内的加热器；所述加热器对装入所述的坩埚内的硅进行加热；其特征在于，

所述的隔热材料分为一位于所述的坩埚侧面及上部的第一隔热材料和位于所述的坩埚下部的第二隔热材料；在所述的第二隔热材料上设置有能够窥视所述坩埚内部的间隙；在所述的第一和第二的隔热材料上设置有驱动所述的第一和第二的隔热材料进行垂直方向运动的第一和第二移动装置。通过第一和第二移动装置的开启与关闭，来控制间隙关闭与开启，实施加热与冷却。

所述的加热器包括位于所述的坩埚上面和侧面的顶部加热器和侧面加热器，所述的顶部加热器和侧面加热器与一控制电路连接，所述的控制电路控制所述的顶部加热器和侧面加热器的输出。

所述的间隙为多个。

由于采用了如上的技术方案，本实用新型在使用坩埚制造具有单向凝固组织的硅锭时以低成本提供适合大规模生产的制造装置，同时提供能够安全制造的方法，其工业价值显然是很大的。

附图说明

图1为现有的一种多晶硅制造装置的剖视图。

图2是表示本实用新型的实施形态的剖面概略示意图。

图面标记说明：1-腔体，2-硅，3-坩埚，4-顶部加热器，5-侧面加热器，6a-第一隔热材料，6b-第二隔热材料，7-间隙，8坩埚支持台，9-坩埚托板，10-第一移动装置，11-第二移动装置。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本实用新型的优选实施例。在此之前需要说明的是，本说明书及权利要求书中所使用的术语或词语不能限定解释为通常的含义或辞典中的含义，而应当立足于为了以最佳方式说明其实用新型实用新型人可以对术语的概念进行适当定义的原则解释为符合本实用新型技术思想的含义和概念。随之，本说明书所记载的实施例和附图中表示的结构只是本实用新型最佳实施例之一，并不能完全代表本实用新型的技术思想，因此应该理解到对于本实用新型而言可能会存在能够进行替换的各种等同物和变形例。

图2是本实用新型的实施形态的剖面概略示意图。也就是说，在腔体1的上部对放入硅2的坩埚3进行加热的加热器由位于坩埚3的上部的顶部加热器4和位于侧面的侧面加热器5构成。而且在腔体1内，坩埚3的四周和加热器的外侧具备隔热材料，该隔热材料由一直覆盖到支持坩埚3的坩埚支持台8附近的第一隔热材料6a和覆盖坩埚支持台8底部的第二隔热材料6b构成，第二隔热材料6b上设置窥视坩埚3内部的间隙7。

支持坩埚支持台8的坩埚托板9贯通第二隔热材料6b，支撑在腔体1的底部上。

硅2借助于顶部加热器4和侧面加热器5进行加热使其熔化。其后，使顶部加热器4和侧面加热器5的输出减小，以此使硅2内的温度下降，通过从设置于第二隔热材料6b上的间隙7放热，硅2从底部开始凝固，可以由下而上向上方实现单向凝固。顶部加热器4和侧面加热器5借助于其设置位置，特别是将侧面加热器设置于比硅2的底部高的位置上，可以用一与顶部加热器4和侧面加热器5连接的控制电路(图中未示出)进行控制。控制电路的具有结构对于本领域技术人员来说是熟知的，在此不做详细叙述。间隙7也可以在下部隔热材料6b的周围设置多个。

在第一隔热材料6a上具有能够使第一隔热材料6a移动的第一移动装置10，在第二隔热材料6b上具有能够使第二隔热材料6b上下移动的第二移动装置11。

第一移动装置10驱动第一隔热材料6a在硅2的加热工序中下降，而第二移动装置11驱动第二隔热材料6b在硅2的加热工序中上升，将间隙7关闭。第一移动装置10驱动第一隔热材料6a在硅2的单向凝同工序中上升，而第二移动装置11驱动第二隔热材料6b在硅2的单向凝固工序中下降，形成间隙7。

本实用新型的第一移动装置10和第二移动装置11相对于本领域技术人员来说，是熟知的，可以采用气动方式或机械方式，在此不在详细描述。

本实用新型在使用坩埚制造具有单向凝固组织的硅锭时以低成本提供适合大规模生产的制造装置，同时提供能够安全制造的方法，其工业价值显然是很大的。

Claims (4)

1.多晶硅制造炉，包括：

一腔体；

位于所述的腔体内的坩埚，所述的坩埚用于装入硅；

位于所述腔体内且设置在所述坩埚四周的隔热材料；

设置在所述隔热材料内的加热器；所述加热器对装入所述的坩埚内的硅进行加热；其特征在于，

所述的隔热材料分为一位于所述的坩埚侧面及上部的第一隔热材料和位于所述的坩埚下部的第二隔热材料；在所述的第二隔热材料上设置有能够窥视所述坩埚内部的间隙；在所述的第一和第二的隔热材料上设置有驱动所述的第一和第二的隔热材料进行垂直方向运动的第一和第二移动装置。

2.如权利要求1所述的多晶硅炉，其特征在于，所述的加热器包括位于所述的坩埚上面和侧面的顶部加热器和侧面加热器，所述的顶部加热器和侧面加热器与一控制电路连接，所述的控制电路控制所述的顶部加热器和侧面加热器的输出。

3.如权利要求1所述的多晶硅炉，其特征在于，所述的间隙为多个。

4.如权利要求2所述的多晶硅炉，其特征在于，所述的侧面加热器设置于比所述的硅的底部高的位置上。

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