[發明專利]一種用于多晶鑄錠爐的導流裝置

有效

• 申請號: 201710856086.1
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN107541775B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 陳鴿;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 徐州全盛電機有限公司
• 主分類號: C30B28/06
• 分類號: C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 杭州橙知果專利代理事務所(特殊普通合伙) 33261
• 代理人: 楊麗萍

本發明公開了一種用于多晶鑄錠爐的導流裝置，包括軸向連接的配接筒和導流筒；所述配接筒包括中空的配接筒部和進氣臺部，配接筒部的筒壁內設置與其共中心線的下端開口的第一緩沖腔，進氣臺部內設置進氣孔，進氣孔和第一緩沖腔連通；所述導流筒上端部的筒壁內設置上端面開口的且和第一緩沖腔對應的第二緩沖腔；所述導流筒的筒壁內設置至少一條自第二緩沖腔的下端面沿圓柱狀螺旋線向下延伸的導流氣道，導流氣道的出口位于導流筒的下端部。本發明導流裝置具有通向鑄錠爐內的視場，導流裝置使載氣分散地吹射液態硅，增加載氣和液態硅的接觸面，減少載氣導致的局域過冷及載氣促進的雜質形成；同時載氣驅動液態硅中產生旋轉流場，促進雜質揮發。

本申請為申請號為201610082952.1、申請日為2016-02-03、名稱為一種用于多晶鑄錠爐的導流裝置的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種導流裝置，尤其涉及一種用于多晶鑄錠爐的用以引導載氣流向的導流裝置，屬于晶體生長設備領域。

背景技術

多晶鑄錠爐10主要由紅外探測儀16、爐體11、導流裝置12、隔熱籠13、加熱器14、石墨平臺15構成，如圖1所示。導流裝置12包括石墨管123、配接螺母121和導流管122。導流管122的上端部設有和配接螺母121內螺紋相配合的外螺紋，導流管122的上端部穿過隔熱籠的頂保溫板中部的通孔，和頂保溫板上方的配接螺母121固定，導流管122下端穿過石墨護板上方的蓋板中部的通孔，正對坩堝內的硅料。石墨管123裝配在配接螺母121和爐頂的觀察孔之間。紅外探測儀16設置在導流裝置12的正上方，紅外探測儀16的探頭正對著鑄錠爐內的硅料。導流裝置12主要用于向爐內輸送載氣，觀察爐內的狀況，插入測晶棒測量晶體的生長速度，以及紅外探測儀探測爐內硅料的狀態。導流裝置12是察看爐內狀況特別硅料狀況的唯一的觀察途徑。紅外探測儀16用于探測硅料的狀態是固態還是液態，在自動長晶工藝過程中，多晶鑄錠爐根據紅外探測儀16的信號的變化做出化料完成、中部長晶完成等報警處理，以警報操作人員及時通過導流裝置12確認硅料的狀態及長晶狀況，并做出操作處理，進入下一步工序過程。

多晶鑄錠爐采用四側壁、頂面五面加熱的加熱方式，如圖1所示。坩堝內液態硅的四側的溫度高于中部的溫度，將形成四側的液態硅上浮、中部的液態硅下沉的自然對流流場。四側溫度較高的液態硅中熔解的某些雜質(如碳、氮)的熔解度若達到或接近飽和，當其流到中部時，由于溫度降低，雜質熔解度過飽和，將導致雜質如碳、氮等形核析出；雜質核隨著液流下沉溫度下降并逐步生長形成雜質夾雜物。如圖1所示，載氣經導流裝置12的出口集中垂直地吹向液態硅17的中心區域，該區域單位面積上接觸的載氣量大，載氣從該區域液態硅中帶走的熱量多，將造成該區域液態硅溫度進一步下降，過冷度增強，從而促進液態硅中的雜質如碳、氮等雜質過飽和形核析出，并促進雜質核快速生長形成宏觀雜質，如碳化硅雜質、氮化硅雜質。碳化硅雜質具有電活性，會影響太陽能電池的轉化效率。申請號201310564191.X及201310564069.2的中國專利申請中均公開了一種改變載氣流向的導流裝置，目的是使坩堝中液態硅旋轉加強雜質的揮發。兩件專利申請中公開的導流裝置均使載氣傾斜地吹向液態硅，也能夠減少液態硅單位面積上所接觸的載氣量，但存在諸多問題：載氣集中吹射液態硅表面的某一區域，仍易造成該區域溫度下降液態硅過冷，促進液態硅中雜質形核生長；導流裝置中通向鑄錠爐內的視場均被完全遮擋，通過爐頂的觀察窗經導流裝置無法察看鑄錠爐內的狀態，不方便司爐操作；測晶棒無法穿過導流裝置插到鑄錠爐內，晶體生長速度不能測量；以及紅外探測儀無法探測爐內硅料的狀態，自動長晶工藝不能正常進行。因此，亟需開發一種用于改變載氣流向的用于多晶鑄錠爐的導流裝置，以使載氣分散地吹在液態硅表面的不同區域，改變載氣流的流向，增加載氣流和液態硅表面的接觸面積，同時導流裝置中具有通向鑄錠爐內的視場。

發明內容