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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Granted publication date: 20110727 Termination date: 20161208 |