CN201908152U - 一种改进的直拉单晶炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种改进的直拉单晶炉，结构中包括炉壁、紧贴炉壁内侧设置的侧壁碳毡和紧贴侧壁碳毡内侧设置的保温筒，在炉体内部设置有坩埚和对坩埚进行加热的石墨加热器，坩埚上部设置有热屏，热屏上部设置有导流筒，热屏和导流筒均呈倒圆台形。本实用新型能够在降低加热器功耗、提高拉晶速度的同时保证晶体产品的质量，降低单晶硅的制造成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种直拉单晶炉，尤其是一种能够降低加热器功耗同时提高拉晶速度的直拉单晶炉。
背景技术
目前，利用直拉单晶炉生产单晶硅的技术已经较为成熟，并早已实现了大规模的工业化生产。当下单晶硅制造行业的核心问题是如何降低其制造成本，现在通常采用两种方法：一是降低加热器的功耗；二是提高拉晶速度。但是，简单的降低功耗或者提高拉速，会带来晶体质量的下降。因此，如何在降低功耗、提高拉速的同时保证产品质量，成为一个至关重要的技术难题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种改进的直拉单晶炉，能够在降低加热器功耗、提高拉晶速度的同时保证晶体产品的质量，降低单晶硅的制造成本。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种改进的直拉单晶炉，结构中包括炉壁、紧贴炉壁内侧设置的侧壁碳毡和紧贴侧壁碳毡内侧设置的保温筒，在炉体内部设置有坩埚和对坩埚进行加热的石墨加热器，坩埚上部设置有热屏，所述热屏呈倒圆台形。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述热屏上部设置导流筒，此导流筒呈倒圆台形。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述坩埚上部的侧壁碳毡的厚度大于坩埚下部侧壁碳毡的厚度，与此相应，所述保温筒上部直径小于其下部直径。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述保温筒上、下部之间通过石墨托盘衔接。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型倒圆台形的热屏有效减少了热源对晶体的烘烤，从而加快了晶体的生成速度，使结晶速率至少提高了20％而不增加宏观位错的发生概率；本实用新型的导流筒加快了氩气通过晶体的速率，从而降低了SiO沉积落入熔体的概率；直拉单晶炉的热散失主要发生在坩埚以上部分，本实用新型将坩埚以上部分的侧壁碳毡加厚，保温筒相应改进为上细下粗形，有效阻止了炉体的热损失，降低了加热器功耗。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型一个具体实施方式的结构示意图。
图中：1、炉壁 2、侧壁碳毡 3、保温筒 4、石墨托盘 5、坩埚 6、石墨加热器 7、热屏 8、导流筒 9、晶体 10熔体。
具体实施方式
参看附图，本实用新型一个具体实施例的结构中包括炉壁1、紧贴炉壁1内侧设置的侧壁碳毡2和紧贴侧壁碳毡2内侧设置的保温筒3，在炉体内部设置有坩埚5和对坩埚5进行加热的石墨加热器6，坩埚5上部设置有热屏7，热屏7呈倒圆台形，热屏7上部设置导流筒8，此导流筒8也呈倒圆台形，坩埚5上部的侧壁碳毡2的厚度大于坩埚5下部侧壁碳毡2的厚度，与此相应，保温筒3上部直径小于其下部直径，保温筒3上、下部之间通过石墨托盘4衔接。
本实用新型的工作原理是：利用本实用新型的直拉单晶炉生产单晶硅，由于热屏7呈倒圆台形，有效减少了热源对晶体9的烘烤，使得晶体9的轴向温度梯度增大，而熔体10的轴向温度梯度基本不变，因此拉晶、结晶速率可至少提高20％，而不增加发生宏观位错的概率；由于导流筒8和热屏7均呈倒圆台形，热屏7外表面与坩埚5内壁面由上而下形成一定锥度，氩气流道呈渐缩趋势，氩气平均流速明显增大，有利于将硅熔体10表面蒸发出的SiO更快带走，减少了SiO在坩埚2内壁面和热屏7外壁面的沉积，降低了SiO在壁面沉积并落入熔体10的概率，提高了晶体9品质；直拉单晶炉的热散失主要发生在坩埚5以上部分，本实用新型将坩埚5以上部分的侧壁碳毡2加厚，保温筒3相应改进为上细下粗形，有效阻止了炉体的热损失，降低了加热器功耗；综上，本实用新型能够在降低加热器功耗、提高拉晶速度的同时保证晶体9产品的质量，降低单晶硅的制造成本。
上述描述仅作为本实用新型可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一限制条件。
Claims (4)
1.一种改进的直拉单晶炉，结构中包括炉壁（1）、紧贴炉壁（1）内侧设置的侧壁碳毡（2）和紧贴侧壁碳毡（2）内侧设置的保温筒（3），在炉体内部设置有坩埚（5）和对坩埚（5）进行加热的石墨加热器（6），坩埚（5）上部设置有热屏（7），其特征在于：所述热屏（7）呈倒圆台形。
2.根据权利要求１所述的改进的直拉单晶炉，其特征在于：所述热屏（7）上部设置导流筒（8），此导流筒（8）呈倒圆台形。
3.根据权利要求１或2所述的改进的直拉单晶炉，其特征在于：所述坩埚（5）上部的侧壁碳毡（2）的厚度大于坩埚（5）下部侧壁碳毡（2）的厚度，与此相应，所述保温筒（3）上部直径小于其下部直径。
4.根据权利要求3所述的改进的直拉单晶炉，其特征在于：所述保温筒（3）上、下部之间通过石墨托盘（4）衔接。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102345158A (zh) * | 2011-08-14 | 2012-02-08 | 上海合晶硅材料有限公司 | 改善cop的单晶晶棒拉制方法 |
| CN103451721A (zh) * | 2013-08-19 | 2013-12-18 | 浙江晶盛机电股份有限公司 | 带水冷热屏的单晶生长炉 |
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