[實用新型]一種RCZ法拉制鎵摻雜單晶硅的導流筒結構

有效

• 申請號: 202020952838.1
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN213708547U
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 馬新星;王藝澄
• 申請（專利權）人: 包頭美科硅能源有限公司
• 主分類號: C30B15/00
• 分類號: C30B15/00;C30B15/10;C30B29/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 馬嚴龍

本實用新型公開了一種RCZ法拉制鎵摻雜單晶硅的導流筒結構，包括盛有液態硅的石英坩堝，所述液態硅的液面上設有外導流筒，外導流筒為縱向布置的管狀結構，其底部開口小于上部開口，所述外導流筒內置與其結構相同的內導流筒，外導流筒與內導流筒之間為高效保溫氈，外導流筒的上邊緣與內導流筒的上邊緣之間填充有導流筒固氈環，所述內導流筒內安裝有水冷屏。本實用新型可以有效地提高等徑過程中單晶的生長速度，增加摻鎵單晶的有效長度。

技術領域

本實用新型涉及光伏制造技術領域，尤其涉及一種RCZ法拉制鎵摻雜單晶硅的導流筒結構。

背景技術

目前RCZ法拉制太陽能級單晶法越發成熟，爐體也越來越大，拉制的單晶尺寸也越來越大。隨市場的發展，摻鎵單晶硅的市場需求越來越大，如何提高單晶晶棒的有效長度成為重要的研究方向。 研究發現高拉速可以在一定程度上提高單晶棒的有效長度，降低分凝作用。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決現有技術中存在的問題，而提出的一種RCZ法拉制鎵摻雜單晶硅的導流筒結構。

為了實現上述目的，本實用新型采用了如下技術方案：

一種RCZ法拉制鎵摻雜單晶硅的導流筒結構，包括盛有液態硅的石英坩堝，所述液態硅的液面上設有外導流筒，外導流筒為縱向布置的管狀結構，其底部開口小于上部開口，所述外導流筒內置與其結構相同的內導流筒，外導流筒與內導流筒之間為高效保溫氈，外導流筒的上邊緣與內導流筒的上邊緣之間填充有導流筒固氈環，所述內導流筒內安裝有水冷屏，所述水冷屏的內徑與單晶硅棒的直徑的比為1.1-1.35。

作為更進一步的優選方案，本專利中的單晶硅棒成型尺寸是8.5吋或9吋。

作為更進一步的優選方案，外導流筒的外徑與與單晶硅棒的直徑的比為2.0-2.6。

本實用新型可以有效地提高等徑過程中單晶的生長速度，增加摻鎵單晶的有效長度；在改造水冷屏的同時，修改了內外導流筒的大小，使單晶中的氧含量降低1ppm；本實用新型使摻鎵單晶的最高拉速達到了125mm/hr，單晶有效重量占總投料量的占比由60%增長到了70%。

附圖說明

圖1為傳統導流筒結構與本實用新型導流筒結構的對比圖；

圖中：1、單晶硅棒，2、水冷屏，3、內導流筒，4、導流筒固氈環，5、高效保溫氈，6、外導流筒，7、液態硅，8、石英坩堝。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。

一種RCZ法拉制鎵摻雜單晶硅的導流筒結構，包括盛有液態硅7的石英坩堝8，所述液態硅7的液面上設有外導流筒6，外導流筒6為縱向布置的管狀結構，其底部開口小于上部開口，所述外導流筒6內置與其結構相同的內導流筒3，外導流筒6與內導流筒3之間為高效保溫氈5，外導流筒6的上邊緣與內導流筒3的上邊緣之間填充有導流筒固氈環4，所述內導流筒3內安裝有水冷屏2。

傳統導流筒結構的水冷屏2內徑與單晶硅棒1的直徑的比為1.35-1.5；外導流筒6的外徑與與單晶硅棒1的直徑的比為2.6-2.8；而本實用新型通過降低熱屏與晶棒之間間隙，提高軸向溫度梯度來提高摻鎵單晶的生產速度。

如圖1所述，左邊為傳統導流筒結構，右邊為本實用新型的導流筒結構，兩者進行對比，在降低熱屏與晶棒之間間隙的同時，降低導流筒的徑向尺寸，保溫厚度沒有變化，這為提高晶棒的軸向溫度梯度提供了相應幫助；同時因為在同樣條件下修改后的導流筒距離石英坩堝的距離增加，氬氣流量不變的條件下，外導流筒下沿到硅液面之間氬氣氣流的速度增加，有利于單晶中氧含量的降低，氬氣穿過導流向下沿后到達石英坩堝的距離增加，降低了因氬氣氣流沖擊石英坩堝引起的成晶液面不穩定或晶棒晃動的問題。