[發明專利]一種直拉單晶石英坩堝用承載裝置

在審

• 申請號: 202010150441.5
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN113355740A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 王勝利;郭志榮;張文霞;高潤飛;武志軍;李曉東;韓凱;賈國華;景吉祥;郭謙;霍志強
• 申請（專利權）人: 內蒙古中環光伏材料有限公司
• 主分類號: C30B15/10
• 分類號: C30B15/10;C30B29/06
• 代理公司: 天津諾德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 12213
• 代理人: 欒志超

本發明提供一種直拉單晶石英坩堝用承載裝置，包括支撐坩堝，在所述支撐坩堝和所述石英坩堝之間設有隔層，所述隔層繞設于所述石英坩堝外壁并沿所述石英坩堝長度方向設置。本發明提出的承載裝置，結構簡單且易于固定，可操作性高，能有效降低硅單晶碳含量，提升單晶品質；同時還可延長碳/碳復合材料坩堝或石墨坩堝與石英坩堝的使用壽命，降低生產成本，適普性廣。

技術領域

本發明屬于直拉單晶爐用輔助設備技術領域，尤其是涉及一種直拉單晶石英坩堝用承載裝置。

背景技術

直拉法生產單晶硅是目前制備單晶硅的最主要方法，熱場系統是硅材料成晶的最重要的條件之一，熱場的溫度梯度分布直接影響著是否能順利地拉出單晶和控制單晶的質量好壞，而用于承載裝有熔硅原料和石英坩堝的碳/碳復合材料坩堝或石墨坩堝是熱場系統中的關鍵核心部件。碳/碳復合材料坩堝或石墨坩堝主要用于高溫承載裝滿熔硅原料的石英坩堝，不僅要承載石英坩堝和熔硅原料的重量，而且還要保證高溫石英坩堝變軟后，熔硅不會泄漏出來，并且在拉晶過程中要承載熔硅做旋轉運動。多晶硅原料融化溫度在1600℃左右，在這一高溫情況下，碳/碳復合材料坩堝或石墨坩堝與石英坩堝直接接觸發生化學反應，產生一氧化碳或二氧化碳等氣體，氣體隨后進入熔融的硅液中，致使最終制備的硅單晶碳含量升高，性能下降，例如：其中可能存在的一種化學反應2C+SiO₂＝Si+2CO。同時，隨著長時間的使用，碳/碳復合材料坩堝或石墨坩堝與石英坩堝接觸的一側會逐步被熔化掉一層膜，這樣就導致碳/碳復合材料坩堝或石墨坩堝的使用壽命降低，進而導致生產成本加大。因此如何解決碳/碳復合材料坩堝或石墨坩堝與石英坩堝在使用過程中化學反應的技術問題，同時提升單晶品質、延長碳/碳復合材料坩堝或石墨坩堝使用壽命是高質量、低成本加工單晶硅棒的關鍵。

發明內容

本發明提供一種直拉單晶石英坩堝用承載裝置，解決了現有技術中碳/碳復合材料坩堝或石墨坩堝與石英坩堝在使用過程中發生化學反應的技術問題，本發明提出的承載裝置，結構簡單且易于固定，可操作性高，能有效降低硅單晶碳含量，提升單晶品質；同時還可延長碳/碳復合材料坩堝或石墨坩堝與石英坩堝的使用壽命，降低生產成本，適普性廣。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種直拉單晶石英坩堝用承載裝置，包括支撐坩堝，在所述支撐坩堝和所述石英坩堝之間設有隔層，所述隔層繞設于所述石英坩堝外壁并沿所述石英坩堝長度方向設置。

進一步的，所述隔層為筒狀結構，所述隔層內嵌設置在所述支撐坩堝內側。

進一步的，所述支撐坩堝包括上部的直線段和底部的彎曲段，所述隔層高度不大于所述直線段高度。

進一步的，所述隔層高度與所述直線段高度相同。

進一步的，所述支撐坩堝在所述直線段內側沿其高度方向從上端口向下設有階梯槽，所述階梯槽與所述隔層相適配。

進一步的，所述隔層置與所述支撐坩堝內壁同平面設置。

進一步的，所述隔層為一體式坩堝結構，置于所述支撐坩堝內側并與所述石英坩堝外壁相適配。

進一步的，在所述隔層上端面還設有若干向外延伸設置的掛鉤或卷邊，所述掛鉤或所述卷邊與所述支撐坩堝上沿端面相適配。

進一步的，所述隔層壁厚相同，厚度均為0.5-2mm。

進一步的，所述支撐坩堝為碳/碳復合材料坩堝或石墨坩堝；所述隔層為鉬合金隔層。