[實用新型]上排氣熱場單晶爐

有效

• 申請號: 201520596641.8
• 申請日: 2015-08-07
• 公開（公告）號: CN204849115U
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: 徐由兵;曾世銘;高一凡;李英濤;賈瑞峰;鄒凱;高兆伍;劉小明;陳家俊
• 申請（專利權）人: 包頭市山晟新能源有限責任公司
• 主分類號: C30B15/14
• 分類號: C30B15/14
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 姜燕;王衛忠

技術領域

本實用新型涉及太陽能級單晶硅制備技術領域，尤其涉及一種上排氣熱場單晶爐。

背景技術

單晶爐是拉制單晶硅棒的專用設備，單晶硅生長需要單晶爐內具有良好的熱場分布條件。

現有技術的單晶爐的熱場分布如圖1所示，圖1中的箭頭指向表示現有技術的單晶爐內的下排氣通道，單晶爐內的氣體由導流筒3經石英坩堝4內的液面40后，向下經過石墨加熱器1，或經過石墨加熱器1與中保溫筒6之間的間隙，流向下保溫筒7與石墨加熱器1之間的間隙，經過下保溫筒7底部的孔70，再經單晶爐主爐室8底部的抽空口80排出。

現有技術的單晶爐，在單晶硅生長過程中，由于單晶爐內石英坩堝4和硅熔體的熱化學反應，生成大量的SiO。SiO蒸汽被氬氣流裹挾從上而下流經整個石墨熱場，石墨加熱器1上部最先接近坩堝里蒸發出的SiO，所以淀積的SiO最多，由于SiO蒸汽會與紅熱狀態的石墨發生熱化學反應即SiO+C＝(高溫)Si+CO、Si+C＝(高溫)SiC，部分C變成CO蒸發了，使石墨加熱器1上部變薄，增加電阻率；部分C變成SiC，而且它的電阻率比石墨大，也會導致石墨加熱器1上部的石墨消耗變薄，電阻增大。所以隨著石墨加熱器1使用次數的增多，石墨加熱器1上部會越薄，高溫區會上移，致使晶體生長的縱向溫度梯度變小，使單晶生長過程中大量的結晶潛熱不能很快的散發出去，生長界面變得凹，熱應力大于彈性應力而產生晶?；茖е伦罱K斷棱，影響成品率以及石墨加熱器1的使用壽命。

另外，拉晶過程中產生的SiO經過石墨件時沉積在石墨件上，消耗石墨件或滲透進石墨件，在石墨里面經過上述一系列的反應生成SiC，由于與碳的膨脹系數、硬度等物理性能都不一樣，從而影響石墨件的其他部分也是會損耗和變質，發脆，使用壽命縮短，拉晶過程中存在隱患；另大量的氧化物被真空泵抽走，可能會導致過濾網堵塞或者污染真空泵油。

因此設計一種新的單晶爐，以解決現有技術中的存在的上述技術問題，勢在必行。

實用新型內容

針對現有技術中存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種上排氣熱場單晶爐。

本實用新型的目的，由以下技術方案實現：

一種上排氣熱場單晶爐，所述上排氣熱場單晶爐包括主爐室、導流筒、石英坩堝、上保溫筒和抽空口，所述上保溫筒上開設有多個在所述上保溫筒的圓周上均勻分布的孔口，經所述孔口形成所述上排氣熱場單晶爐的上排氣通道，所述上排氣通道經所述導流筒、所述石英坩堝內的液面、向上經過所述孔口、向下經過所述主爐室的內壁至所述抽空口。

本實用新型的上排氣熱場單晶爐，優選的，所述孔口開設于所述上保溫筒的頂端與所述上排氣熱場單晶爐的下保溫蓋之間。

本實用新型的上排氣熱場單晶爐，優選的，所述上保溫筒的外壁上包裹有石墨碳氈，所述石墨碳氈上與所述孔口相對應的位置開設有開槽。

本實用新型的上排氣熱場單晶爐，優選的，所述孔口的數量為4-8個。

本實用新型的上排氣熱場單晶爐，優選的，所述孔口的數量為6個。

本實用新型的有益效果在于，本實用新型提供一種上排氣熱場單晶爐，使得拉晶過程中產生的氧化物盡可能減少與石墨件的接觸，并使所排氣體中的氧化物盡可能少的進入到真空泵，避免使真空泵的過濾網堵塞或者污染真空泵油。

本實用新型，可針對傳統單晶爐下排氣方式帶來的缺陷，通過改造現有單晶爐，創新出上排氣方式，有效降低氧化硅在石墨加熱器上的沉積，提高石墨加熱器、石墨坩堝等石墨器件的使用壽命，使單晶拉制狀態更加穩定、提高硅單晶的成品率并降低生產成本。

附圖說明

圖1是現有技術的單晶爐的下排氣氣流路線示意圖。

圖2是本實用新型實施例的上排氣熱場單晶爐的氣流路線示意圖。

圖3是本實用新型實施例的上排氣熱場單晶爐的上保溫筒截面示意圖。

具體實施方式

現在將參考附圖更全面地描述示例實施方式。然而，示例實施方式能夠以多種形式實施，且不應被理解為限于在此闡述的實施方式；相反，提供這些實施方式使得本實用新型將全面和完整，并將示例實施方式的構思全面地傳達給本領域的技術人員。

下面結合具體實施例對本實用新型作詳細說明。

如圖2所示，本實用新型實施例的上排氣熱場單晶爐，可用于N型和P型單晶硅的制備，主要包括石墨加熱器1、石墨坩堝2、導流筒3、石英坩堝4、上保溫筒5、中保溫筒6、下保溫筒7、主爐室8和下保溫蓋9等。