[實用新型]帶有一次加料器的直拉單晶爐

有效

• 申請號: 200820059264.4
• 申請日: 2008-05-30
• 公開（公告）號: CN201214688Y
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發明（設計）人: 施美生;許雪松
• 申請（專利權）人: 上海九晶電子材料股份有限公司
• 主分類號: C30B15/00
• 分類號: C30B15/00
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳學雯

技術領域

本實用新型涉及一種直拉單晶生長裝置，屬于半導體生長設備技術領域。

背景技術

直拉單晶爐是晶體生長設備中最重要的產品系列，用它來制作人工晶體，單晶生長速度最高，最容易實現人工控制，因此也獲得了最廣泛的應用。為了生長出大尺寸和高質量的單晶，人類幾乎動用里一切先進的手段。可以說，在單晶爐上集成了材料、機械、電氣、計算機、磁、光、儀等多方面的高端知識和技術，是一個國家機電一體化設備制造水平的反映。硅單晶體作為一種半導體材料，一般用于制造集成電路和其它電子元件。大部分的半導體硅單晶體采用直拉法制造，一般采用如下制造方法：多晶硅被裝進石英坩堝內，加熱熔化，然后，將熔硅略做降溫，給予一定的過冷度，把一支特定晶向的硅單晶體(稱做籽晶)裝入硅籽晶夾持器中，硅籽晶夾持器的上端通過連接件與籽晶軸連接，籽晶固定于夾持器的下端，并且使籽晶與硅熔體接觸，通過調整熔體的溫度和籽晶向上的提升速度，使籽晶體長大，當硅晶體的直徑接近目標直徑時，提高提升速度，使單晶體近恒直徑生長。在生長過程的尾期，石英坩堝內的硅熔體尚未完全消失，通過增加晶體的提升速度和調整石英堝內的供給熱量，使晶體漸漸減小，從而形成一個尾形錐體，當錐體的尖足夠小時，晶體就會與熔體脫離，從而完成晶體的生長過程。

隨著科技的發展，地球上的各種資源有限，人們正在尋找各種資源來代替石油、煤等各種自然資源。而太陽能是目前地球上取之不盡的最好的綠色資源。而硅單晶太陽能電池是目前應用技術最完善、最普遍的方法。但是目前能用于制備太陽能電池片的高純多晶硅(純度≥6N)嚴重緊缺。所以國內制備太陽能單晶棒的企業紛紛采用原來用于制作硅粉的片料、碎料及小鍋底料。因用片料及小鍋底料時其一次裝料量只有使用多晶硅及單晶硅頭尾料的1/2至1/3。使得制備單晶硅棒的生產能力下降，生產成本上升。所以增加制備單晶硅棒的投料量成為單晶硅棒企業的當務之急和研究方向。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于，克服現有技術中存在的問題，提供一種帶有一次加料器的直拉單晶爐上。

為了解決上述問題本實用新型的技術方案是這樣的：

帶有一次加料器的直拉單晶爐，包括一個帶有加熱石英坩堝的直拉單晶爐本體，其特征在于，所述直拉單晶爐本體上設置有用于添加硅料的高純透明石英玻璃管加料器，所述加料器的最大直徑處尺寸為石英坩堝直徑的40％～45％，所述加料器的總高度為石英坩堝高度的2～2.5倍，加料器的壁厚度為2～5mm。

所述加料器為直圓筒型加料器。

所述加料器下端具有向外擴散的喇叭口，喇叭口的角度為7°±3°，喇叭口的高度為50mm。

所述加料器為上端小下端大的圓錐臺型，圓錐臺的傾角為4°～5°。

所述加料器下端具有向內收緊的收口，收口的角度為10°～15°，收口的高度為40～60mm。

有益效果，采用本實用新型的加料器，大大增加了原料的投料量，同時應用了片料及小鍋底料使有限的資源得到了充分利用，符合節約型社會的要求。所述加料器由高純透明石英玻璃管制作而成，所以對硅單晶的沾污能控制在一定的范圍，使制備出的單晶棒的各項技術參數完全符合semi太陽能級硅單晶標準；本實用新型根據硅原料形狀不同使用不同形狀結構的加料裝置，，滿足不同需求，以便操作時的安全方便。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式來詳細說明本實用新型；

圖1為本實用新型所述的第一種加料器的結構示意圖；

圖2為本實用新型所述的第二種加料器的結構示意圖；

圖3為本實用新型所述的第三種加料器的結構示意圖；

圖4為本實用新型所述的第四種加料器的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。

帶有一次加料器的直拉單晶爐，包括一個帶有加熱石英坩堝的直拉單晶爐本體，所述直拉單晶爐本體上設置有用于添加硅料的高純透明石英玻璃管加料器，加料器有以下四種形式：

參看圖1，加料器1為直圓筒型，加料器的直徑為石英坩堝直徑的40％～45％，加料器的總高度為石英坩堝高度的2～2.5倍，加料器的壁厚度為2～5mm。主要適用于加置小顆粒狀硅料。