[發(fā)明專利]可消除揮發(fā)份在熱屏外側(cè)沉積的單晶爐熱場(chǎng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010232685.4
• 申請(qǐng)日: 2010-07-19
• 公開（公告）號(hào): CN101914808A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張志強(qiáng);黃振飛;黃強(qiáng);袁為進(jìn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州天合光能有限公司
• 主分類號(hào): C30B15/14
• 分類號(hào): C30B15/14;C30B29/06
• 代理公司: 常州市維益專利事務(wù)所 32211
• 代理人: 王凌霄

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及硅單晶爐設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種可消除揮發(fā)份在熱屏外側(cè)沉積的單晶爐熱場(chǎng)。

背景技術(shù)

切克勞斯基法即CZ直拉單晶法，通過電阻加熱，將裝在石英坩堝中的多晶硅熔化，并保持略高于硅熔點(diǎn)的溫度，在惰性氣體的保護(hù)下，經(jīng)過引晶、放肩、轉(zhuǎn)肩、等徑生長(zhǎng)、收尾、取出晶體等步驟，完成硅單晶體的生長(zhǎng)。因硅的熔點(diǎn)較高，在拉直單晶過程中需要耗費(fèi)大量的電能。因此，從降低能耗和組織單晶爐內(nèi)氣體流場(chǎng)的考慮，現(xiàn)在，單晶熱場(chǎng)基本引入了熱屏裝置。相比較開放式熱場(chǎng)，能耗得以大大降低，且熱場(chǎng)部件的壽命也得以提高。同時(shí)，由于熱屏裝置的引入，增加了晶體縱向溫度梯度，一定程度上增加了拉晶速度，提高了產(chǎn)能，縮短了周期。

但是，由于氣流的走向問題，氣流沿?zé)崞镣鈧?cè)向上流動(dòng)，繞過石英坩堝壁后向下折回，沿坩堝與保溫筒之間的間隙內(nèi)，向下流動(dòng)。從而在靠近熱屏與保溫筒之間的頂部空間，由于沒有出氣口，形成一個(gè)或多個(gè)氣流漩渦，導(dǎo)致攜帶有揮發(fā)物質(zhì)的氣體在該處長(zhǎng)期滯留，不能及時(shí)排走。從而使揮發(fā)份沉積在熱屏外側(cè)，現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，在拆爐清掃時(shí)，經(jīng)常在熱屏外側(cè)的頂部部分看到或多或少的淡黃色粉末，即為硅的氧化物沉積在熱屏外側(cè)的結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：改善熱屏與上保溫筒之間空隙內(nèi)的氣流流動(dòng)形式，避免富含揮發(fā)份的氣體在該處滯留。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種可消除揮發(fā)份在熱屏外側(cè)沉積的單晶爐熱場(chǎng)，包括爐腔、爐腔內(nèi)具有保溫筒、熱屏裝置和坩堝，保溫筒包圍在坩堝外側(cè)，熱屏裝置蓋設(shè)在保溫筒上形成封閉式熱場(chǎng)，通入爐腔上部的保護(hù)氣體通過熱屏裝置向下進(jìn)入坩堝，然后通過熱屏裝置與坩堝之間的間隙向上流動(dòng)進(jìn)入熱屏裝置與保溫筒所圍形成的保溫腔，在熱屏裝置上開設(shè)導(dǎo)氣孔，保護(hù)氣體直接通過導(dǎo)氣孔進(jìn)入保溫腔上部，導(dǎo)氣孔的兩端開口高于坩堝上沿。

熱屏裝置包括熱屏支撐板和架設(shè)在熱屏支撐板上的熱屏，導(dǎo)氣孔設(shè)置在熱屏上。

導(dǎo)氣孔位于熱屏的上部，并且沿?zé)崞翀A周均勻分布，所有導(dǎo)氣孔與熱屏上沿的距離相等。

導(dǎo)氣孔與熱屏上沿的距離為30～50mm；導(dǎo)氣孔為圓形或多邊形，流通面積為20-50mm²；導(dǎo)氣孔的個(gè)數(shù)為6～36個(gè)。

熱屏裝置包括熱屏支撐板和架設(shè)在熱屏支撐板上的熱屏，導(dǎo)氣孔設(shè)置在熱屏支撐板上。

導(dǎo)氣孔沿?zé)崞林伟鍒A周均勻分布。

本發(fā)明的有益效果是：通過在熱屏裝置上開設(shè)導(dǎo)氣孔，引導(dǎo)小部分保護(hù)氣體進(jìn)入熱屏裝置與保溫筒之間的頂部空間，改善熱屏裝置與保溫筒間隙內(nèi)的氣流結(jié)構(gòu)，避免富含揮發(fā)份的氣體在該處滯留以及揮發(fā)份在該處避免上的沉積。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明；

圖1本發(fā)明中熱屏的俯視圖；

圖2本發(fā)明中熱屏的剖視圖；

圖3傳統(tǒng)熱屏與本發(fā)明在使用時(shí)的流場(chǎng)分布；

圖4對(duì)熱屏支撐板開設(shè)導(dǎo)氣孔后的流場(chǎng)分布；

其中：1、爐腔，2、保溫筒，3、坩堝，3-1.石墨坩堝，3-2.石英坩堝，4、導(dǎo)氣孔，5、熱屏支撐板，6熱屏，6-1.熱屏外層，6-2.熱屏內(nèi)層，6-3.保溫材料。

具體實(shí)施方式

一種可消除揮發(fā)份在熱屏外側(cè)沉積的單晶爐熱場(chǎng)，包括爐腔1、爐腔1內(nèi)具有保溫筒2、熱屏裝置和坩堝3，保溫筒2包圍在坩堝1外側(cè)，熱屏裝置蓋設(shè)在保溫筒2上形成封閉式熱場(chǎng)，通入爐腔1上部的保護(hù)氣體通過熱屏裝置向下進(jìn)入坩堝3，然后通過熱屏裝置與坩堝3之間的間隙向上流動(dòng)進(jìn)入熱屏裝置與保溫筒2所圍形成的保溫腔，在熱屏裝置上開設(shè)導(dǎo)氣孔4，保護(hù)氣體直接通過導(dǎo)氣孔4進(jìn)入保溫腔上部，導(dǎo)氣孔4的兩端開口高于坩堝3上沿。

如圖1、2、3所示，熱屏裝置包括熱屏支撐板5和架設(shè)在熱屏支撐板5上的熱屏6。熱屏6由熱屏內(nèi)層6-2、熱屏外層6-1和熱屏內(nèi)外層之間的保溫材料6-3構(gòu)成。導(dǎo)氣孔4設(shè)置在熱屏6上。導(dǎo)氣孔4位于熱屏6的上部，并且沿?zé)崞?圓周均勻分布。導(dǎo)氣孔4與熱屏6上沿的距離為30～50mm；導(dǎo)氣孔4為圓形或多邊形，流通面積為20-50mm²；導(dǎo)氣孔4的個(gè)數(shù)為6～36個(gè)。

坩堝3分為石墨坩堝3-1和坐設(shè)在石墨坩堝3-1內(nèi)的石英坩堝3-2，?硅料放置在石英坩堝3-2內(nèi)。