專(zhuān)利名稱：直拉單晶爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種直拉單晶生長(zhǎng)裝置，特別是直拉單晶爐。
背景技術(shù)：
21世紀(jì)，世界能源危機(jī)促進(jìn)了光伏市場(chǎng)的法杖，晶體硅太陽(yáng)能電池也是光伏行業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品，占市場(chǎng)份額的90%。在國(guó)際市場(chǎng)的拉動(dòng)下，我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，我國(guó)太陽(yáng)能電池年產(chǎn)量由原來(lái)占世界份額的1%發(fā)展到世界份額的10%以上。與其它晶體硅太陽(yáng)能電池相比，單晶硅太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)化率較高，但其生產(chǎn)成本也高，隨著世界各 國(guó)對(duì)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的進(jìn)ー步重視，特別是發(fā)達(dá)國(guó)家制定了一系列的扶持政策鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能，另外，隨著硅太陽(yáng)能電池應(yīng)用面的不斷擴(kuò)大，太陽(yáng)能電池的需求量越來(lái)越大，硅單晶材料的需求量也就同比擴(kuò)大。單晶硅為ー種半導(dǎo)體材料，一般用于制造集成電路和其他電子元件，單晶硅生長(zhǎng)技術(shù)有兩種，區(qū)熔法和直拉法，其中直拉法是目前普遍采用的方法。在直拉法生長(zhǎng)單晶硅的方法中，將高純度的多晶硅原料放入單晶硅生長(zhǎng)爐中的石英坩堝內(nèi)，然后再低真空有流動(dòng)惰性氣體保護(hù)下加熱熔化，把一支有著待定生長(zhǎng)方向的單晶硅(稱作籽晶)裝入籽晶夾持裝置中，并使籽晶與硅溶液接觸，調(diào)整熔融硅溶液的溫度，使其接近熔點(diǎn)溫度，然后驅(qū)動(dòng)耔晶自上而下伸入溶液的硅溶液中并旋轉(zhuǎn)，然后慢慢上提籽晶，則單晶硅體進(jìn)入錐體部分的生長(zhǎng)，當(dāng)錐體的直徑接近目標(biāo)直徑吋，提高籽晶的提升速度，使單晶硅體直徑不再增大而進(jìn)入晶體的中部生長(zhǎng)階段，在單晶硅體生長(zhǎng)接近結(jié)束時(shí)，在提高籽晶的提升速度，單晶硅體逐漸脫離熔融硅，形成下錐體面結(jié)束生長(zhǎng)。用這種方法生長(zhǎng)出來(lái)的單晶硅，其形狀為兩端呈錐形的圓柱體，將該圓柱體切片，即得到單晶硅半導(dǎo)體原料，這種圓形單晶硅片就可以作為集成電路或太陽(yáng)能的材料。單晶硅拉制需要在一整套的熱系統(tǒng)中進(jìn)行，在拉制過(guò)程中處于低真空狀態(tài)，且不斷向單晶爐內(nèi)充入惰性保護(hù)氣體以帶走由于單晶硅從溶液中結(jié)晶時(shí)散發(fā)的結(jié)晶潛熱和硅溶液揮發(fā)的ー氧化硅顆粒，然后從單晶爐的排氣口中由真空泵排除。單晶爐傳統(tǒng)的熱場(chǎng)部件基本上包括爐壁、加熱器、石墨坩堝和石英坩堝等，單晶爐在由真空泵從排氣口中排出一氧化硅吋，由一氧化硅和保護(hù)氣體組成的混合氣體就會(huì)流經(jīng)石墨坩堝等部件，因?yàn)槭釄迨鞘破?，且爐內(nèi)溫度為1420度以上，并連續(xù)工作30小時(shí)以上，單晶爐內(nèi)的一氧化硅雜質(zhì)和石英坩堝的氧和硅成分會(huì)和石墨坩堝反應(yīng)，生成一氧化碳、ニ氧化碳，碳化硅等，從而造成對(duì)石墨坩堝的侵蝕，同時(shí)，石英坩堝和石墨坩堝接觸部分的氧化反應(yīng)，使硅原子滲透到石墨坩堝的表層，形成ー層碳化硅層，引起坩堝斷裂，這些都會(huì)降低石墨坩堝的使用壽命,增加生產(chǎn)成本。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種通過(guò)保護(hù)石墨坩堝而延長(zhǎng)使用壽命的直拉單晶爐。[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的直拉單晶爐，包括晶體提升電機(jī)、坩堝轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)、爐殼、石英坩堝、石墨坩堝和加熱器，晶體提升電機(jī)設(shè)置在爐殼上端，坩堝轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)設(shè)置在爐殼底端，坩堝轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)位于爐殼內(nèi)的頂端上設(shè)有坩堝托盤(pán)，石英坩堝、石墨坩堝和加熱器三者從內(nèi)到外依次套接結(jié)構(gòu)置于爐殼內(nèi)，加熱器固定在爐殼底端上，石墨坩堝固定在坩堝托板上，其特征是在石英坩堝與石墨坩堝之間墊有石墨紙。上述結(jié)構(gòu)在石墨坩堝和石英坩堝之間加墊石墨紙，將石墨坩堝和石英坩堝隔離開(kāi)，能夠減少一氧化硅和石英坩堝直接對(duì)石墨坩堝的侵蝕，極大的提高了石墨坩堝的使用壽命。為了提升工作性能，在爐殼內(nèi)壁緊貼有保溫層。 本實(shí)用新型得到的直拉單晶爐，在石墨坩堝和石英坩堝之間加墊石墨紙，將石墨坩堝和石英坩堝隔離開(kāi)，采用這種結(jié)構(gòu)，一氧化硅直接侵蝕的是石墨紙，能夠減少一氧化硅和石英坩堝直接對(duì)石墨坩堝的侵蝕，只要定期跟換石墨紙就可以使石墨坩堝的使用壽命提高一至二倍左右，同時(shí)也可以減少石英坩堝的壞損幾率，大幅度降低生產(chǎn)成本；另外，采用該種結(jié)構(gòu)，エ藝簡(jiǎn)單實(shí)用，可以直接在現(xiàn)有技術(shù)中的單晶爐設(shè)備中使用。

圖I是實(shí)施例I的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是實(shí)施例2的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中爐殼I、晶體提升電機(jī)2、坩堝轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)3、坩堝托盤(pán)31、石英坩堝4、石墨紙45、石墨坩堝5、加熱器6、保溫層7。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)ー步說(shuō)明。實(shí)施例I :如圖I所示，本實(shí)施例提供的直拉單晶爐，包括晶體提升電機(jī)2、坩堝轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)3、爐殼I、石英坩堝4、石墨坩堝5和加熱器6，晶體提升電機(jī)2安裝在爐殼I上端，坩堝轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)3安裝在爐殼I底端，坩堝轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)3位于爐殼I內(nèi)的頂端上裝有坩堝托盤(pán)31，石英坩堝4、石墨;t甘禍5和加熱器6三者從內(nèi)到外依次套接結(jié)構(gòu)置于爐殼I內(nèi)，加熱器6固定在爐殼I底端上，石星樹(shù)禍5裝到樹(shù)禍托板31上,在石央樹(shù)禍4與石星樹(shù)禍5之間塾有石星紙45。上述結(jié)構(gòu)中，在石墨坩堝5和石英坩堝4之間加墊石墨紙45，將石墨坩堝5和石英坩堝4隔離開(kāi)，采用這種結(jié)構(gòu)，一氧化硅直接侵蝕的是石墨紙45，能夠減少一氧化硅和石英坩堝4直接對(duì)石墨坩堝5的侵蝕，只要定期跟換石墨紙45就可以使石墨坩堝5的使用壽命提高一至二倍左右，同時(shí)也可以減少石英坩堝4的壞損幾率，大幅度降低生產(chǎn)成本；另外，采用該種結(jié)構(gòu)，エ藝簡(jiǎn)單實(shí)用，可以直接在現(xiàn)有技術(shù)中的單晶爐設(shè)備中使用。實(shí)施例2:如圖2所示，本實(shí)施例提供的直拉單晶爐，氣大體結(jié)構(gòu)與實(shí)施例I 一致，但是為了提升工作性能，在爐殼I內(nèi)壁緊貼有ー層保溫層7。
權(quán)利要求1.一種直拉單晶爐，包括晶體提升電機(jī)(2)、坩堝轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(3)、爐殼(I)、石英坩堝(4)、石墨坩堝(5)和加熱器(6)，晶體提升電機(jī)(2)設(shè)置在爐殼(I)上端，坩堝轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(3)設(shè)置在爐殼(I)底端，坩堝轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(3)位于爐殼(I)內(nèi)的頂端上設(shè)有坩堝托盤(pán)(31)，石英坩堝(4)、石墨坩堝(5)和加熱器(6)三者從內(nèi)到外依次套接結(jié)構(gòu)置于爐殼(I)內(nèi)，加熱器(6)固定在爐殼(I)底端上，石墨坩堝(5)固定在坩堝托板(31)上，其特征是在石英坩堝(4)與石墨坩堝(5)之間墊有石墨紙(45)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直拉單晶爐，其特征是在爐殼(I)內(nèi)壁緊貼有保溫層(7)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種直拉單晶爐，包括晶體提升電機(jī)、坩堝轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)、爐殼、石英坩堝、石墨坩堝和加熱器，晶體提升電機(jī)設(shè)置在爐殼上端，坩堝轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)設(shè)置在爐殼底端，坩堝轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)位于爐殼內(nèi)的頂端上設(shè)有坩堝托盤(pán)，石英坩堝、石墨坩堝和加熱器三者從內(nèi)到外依次套接結(jié)構(gòu)置于爐殼內(nèi)，加熱器固定在爐殼底端上，石墨坩堝固定在坩堝托板上，在石英坩堝與石墨坩堝之間墊有石墨紙。本實(shí)用新型提供的直拉單晶爐，將石墨坩堝和石英坩堝用石墨紙隔離開(kāi)，使一氧化硅直接侵蝕的是石墨紙，能夠減少一氧化硅和石英坩堝直接對(duì)石墨坩堝的侵蝕，只要定期跟換石墨紙就可以使石墨坩堝的使用壽命提高一至二倍左右，大幅度降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C30B15/00GK202401160SQ20112057322
公開(kāi)日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者鐘平 申請(qǐng)人:寧波科論太陽(yáng)能有限公司