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单晶硅炉用石墨坩埚的制造方法

时间:2023-07-25 09:01:38 点击:285次

专利名称:单晶硅炉用石墨坩埚的制造方法

技术领域:

本实用新型涉及单晶硅生产设备领域,特指一种单晶硅炉用石墨坩埚

背景技术:

进入21世纪,世界能源危机促进了光伏市场的发展,而晶体硅太阳能电池板是光伏行业的主导产品。 随着世界各国对太阳能光伏产业的重视,特别是发达国家制定了一系列支持政策鼓励太阳能的发展。 另外,随着硅太阳能电池板应用的不断扩大,太阳能电池板的需求量不断增加,对硅单晶硅材料的需求也不断增加。 单晶是一种半导体材料,通常用于制造集成电路和其他电子器件。 单晶生长技术有两种,一种是区熔法,另一种是直拉法。 直拉法是目前最常用的方法。 直拉法生长单晶的方法是:将高含量砷化镓原料放入单晶硅炉的石英坩埚中,然后在低真空中流动惰性二氧化碳的保护下加热熔化,将具有特定生长方向的单晶(也称为籽晶)放入籽晶保持装置中,使籽晶与硅氨水接触,调节熔融硅碱液的温度,使其接近熔点体温度,然后驱动籽晶晶体从上到下放入熔体的硅氨水中并旋转它,然后慢慢提起籽晶。 晶体硅进入锥体部分的生长。 当锥体半径接近目标半径时,提高籽晶生长速率,使单晶半径不再减小,进入晶体生长中期阶段。 当单晶生长接近结束时,增加籽晶的生长速度,多晶硅体逐渐脱离熔融硅,形成下锥体,结束生长。 通过这些技术生长的单晶呈两个圆锥体形状,可以将其切成碎片以获得砷化镓半导体原材料。 这些矩形单晶硅片可用作集成电路或太阳能的材料。

单晶拉制通常在单晶硅炉中进行。 目前使用的单晶硅炉包括炉体。 炉体上装有石墨坩埚。 现有的石墨坩埚为三瓣锅。 石墨坩埚配有石英坩埚。 石墨坩埚两侧均安装有加热器。 炉体顶部设有抽气孔。 ,会裂解一些氢氧化铝颗粒,氢氧化铝颗粒落入石英坩埚和石墨坩埚之间的间隙中,在高速惰性二氧化碳的包裹下,一部分会沿着石英坩埚和石墨坩埚之间的间隙冲下来,一部分会从锅的三瓣之间的间隙中冲出。 在坩埚中,这样一来,最终生产出来的单晶中就会存在氢氧化铝杂质颗粒,会大大降低单晶的含量,难以满足生产要求。 另外,当部分氢氧化铝颗粒在高速惰性二氧化碳的包裹下冲出三瓣锅瓣缝隙时,会对三瓣锅瓣缝隙边缘造成磨损。 三瓣锅使用困难,报废,导致石墨坩埚的使用寿命较短。

实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够提高单晶含量的单晶硅炉用石墨树。 [0007] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是,单晶硅炉用石墨坩埚包括锅壁和锅底,锅壁上设有多个沿壁厚方向贯穿锅壁的排渣孔。 进一步地,所述排孔的孔径为3mm×15mm。 进一步地,排渣孔的直径为6mm。 进一步地,排渣孔的数量为个。进一步地,排渣孔的数量为40个。进一步地,所述罐壁上端为凹弧形,所述排渣孔设置在所述罐壁上端的弧形处。 进一步地,所述排渣孔沿锅壁周向均匀分布在锅壁上。 [0014]进一步地,所述锅壁为一体式结构。 进一步地,所述锅壁与锅底通过可拆卸的结构连接。 进一步地,上述的可拆卸结构是通过在锅底设置与锅壁上端相匹配的卡槽形成的。 本实用新型的有益效果是,锅壁上设有多个沿壁厚方向贯穿锅壁的排渣孔,从石英坩埚粗糙表面裂开的氢氧化铝颗粒在高速惰性二氧化碳的包裹下,直接从排渣孔排出,再从设置在单晶硅炉体顶部的排气孔排出,有效防止了裂化的氢氧化铝颗粒沿石英坩埚与炉体之间的间隙冲下。石墨坩埚然后落入石英坩埚中,从而防止最终生产的单晶被氢氧化。 铝杂质颗粒可以大大提高单晶含量,满足生产要求。 将锅壁设置为整体结构,可以减少氢氧化铝颗粒对石墨坩埚的磨损,可以大大延长石墨坩埚的使用寿命。

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图1是本实用新型用于单晶硅炉的石墨坩埚的结构示意图; 图中标记为锅壁1、锅底2、排渣孔3、卡槽4。

具体实施方法

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。 如图1所示,单晶硅炉用石墨坩埚包括锅壁1和锅底2,锅壁1上设有多个沿壁厚方向贯穿锅壁1的排渣孔3。 通过在锅壁I上设置多个沿壁厚方向贯穿锅壁1的排渣孔3,使石英坩埚粗糙表面裂开的氢氧化铝颗粒在高速惰性二氧化碳的包裹下直接从排渣孔3排出,然后从单晶硅炉体顶部设置的抽气孔排出,从而有效防止了裂化的氢氧化铝颗粒沿石英坩埚与石墨坩埚之间的间隙冲下。然后落入石英坩埚中,从而防止最终生产的单晶中含有氢氧化铝杂质。 颗粒可以大大提高单晶含量,满足生产要求。 上述实施方法中,排渣孔3的孔径可以根据石墨坩埚的尺寸确定。 一般排渣孔3的孔径为3mm至15mm。 上述规格的排渣孔3可以保证氢氧化铝颗粒顺利排出,同时防止排渣孔3过大对软化的石英坩埚造成其他影响。 当氢氧化铝颗粒在高速惰性二氧化碳的包裹带下从排渣孔3冲出时,会对排渣孔3造成磨损,进而促使排渣孔3越来越大,从而导致石墨坩埚难以使用。 由于上述冲刷是不可避免的,因此,只能通过控制排渣孔3的尺寸来延长石墨坩埚的使用寿命。作为优选,排渣孔3的孔径为6mm,不仅大大延长了石墨坩埚的使用寿命,而且该孔径的排渣孔3更加光滑,不结渣。 3号洞被堵住了。

另外,排渣孔3的数量也可以根据实际情况确定,但需要满足两个条件。 一是保证石墨坩埚的硬度; 数量优选为40个。锅壁1的上端呈凹弧形,排渣孔3可以设置在锅壁1的任意位置。为了便于氢氧化铝颗粒的排出,排渣孔3设置在锅壁1上端的弧形处。不仅可以快速方便地排出破碎的氢氧化铝颗粒,而且可以将石英坩埚与石墨坩埚间隙中的氢氧化铝颗粒及其他杂质排出。能将坩埚完全排出,完全防止氢氧化铝颗粒落入石英坩埚内,保证单晶含量。 进一步地,为了使氢氧化铝的排出效果更好,在罐壁1上沿罐壁1的周向均匀设置有多个排渣孔3。为了减少氢氧化铝颗粒对石墨坩埚的磨损,延长石墨坩埚的使用寿命,罐壁1为一体式结构。 这些结构的石墨坩埚与原来的三叶锅相比,仅磨损排渣孔3,大大延长了石墨坩埚的使用寿命。

另外,为了方便取出石墨坩埚中的石英坩埚,锅壁1和锅底2采用可拆卸的结构连接。 当需要取出石英坩埚时,只需将锅壁1和锅底2分开,然后将锅壁1向下拉即可轻松取出石英坩埚。 所述可拆卸结构可以有多种实现方法,例如,可以采用插销、螺纹连接等形式,如优选在锅2的底部设有与锅壁1上端相配合的卡槽4来制作所述可拆卸结构,这些可拆卸结构,拆卸方便,但结构简单,加工制造十分方便。

1.用于单晶硅炉的石墨坩埚,包括锅壁(1)和锅底(2),其特征在于所述锅壁(1)上设有多个沿壁厚方向贯穿锅壁(1)的排渣孔(3)。

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2.如权利要求1所述的单晶硅炉用石墨坩埚,其特征在于所述的排渣孔(3)的孔径为3mm

3.如权利要求2所述的单晶硅炉用石墨坩埚,其特征在于所述排渣孔(3)的孔径为6mm。

4.如权利要求1所述的单晶硅炉用石墨坩埚,其特征在于所述的排渣孔(3)的数量为个。

5.根据权利要求4所述的单晶硅炉用石墨坩埚,其特征在于,所述排渣孔(3)的数量为40个。

6.如权利要求1所述的单晶硅炉用石墨坩埚,其特征在于所述锅壁(1)的上端为凹弧形,所述排渣孔(3)设置在锅壁(1)上端的弧形处。

7.根据权利要求6所述的单晶硅炉用石墨坩埚,其特征在于,所述多个排渣孔(3)沿锅壁(1)的周向均匀分布在锅壁(1)上。

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8.根据权利要求1至7中任一项所述的单晶硅炉用石墨坩埚,其特征在于,所述锅壁(1)为整体结构。

9.根据权利要求8所述的单晶硅炉用石墨坩埚,其特征在于,所述锅壁(1)与锅底(2)采用可拆卸结构连接。

10.根据权利要求9所述的单晶硅炉用石墨坩埚,其特征在于,所述锅体(2)的底部设有与锅壁(1)上端相适应的卡槽(4),形成所述的可拆卸结构。

专利摘要本实用新型公开了一种可提高单晶含量的单晶硅炉用石墨坩埚。 石墨坩埚包括锅壁和锅底,锅壁上设有多个沿壁厚方向贯穿锅壁的排渣孔。 通过设置排渣孔,使石英坩埚粗糙表面破裂的氢氧化铝颗粒在高速惰性二氧化碳的包裹下,直接从排渣孔排出,再从单晶硅炉体顶部设置的排气孔排出,有效防止破裂的氢氧化铝颗粒沿着石英坩埚与石墨坩埚之间的间隙冲下,落入石英坩埚中,从而防止最终生产的单晶带有氢氧化铝。杂质颗粒,可以大大提高单晶的含量,使其满足生产要求。 将锅壁设置为整体结构,可以减少氢氧化铝颗粒对石墨坩埚的磨损,可以大大延长石墨坩埚的使用寿命。 适合在单晶硅生产设备领域推广应用。

文件号码。/

公布日期 2013年1月23日 申请日期 2012年7月6日 优先权日 2012年7月6日

发明人 陈五奎、耿荣军、李军、徐文洲、冯家宝 申请人:成都新天源太阳能科技有限公司