专利名称：直拉单晶炉加热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用直拉法生产单晶硅时，可提高单晶炉热场坩埚使用寿命的直拉单晶炉，属于半导体晶体生长设备技术领域。
背景技术：
目前世界能源危机促进了光伏市场的发展，晶体硅太阳能电池是光伏行业的主导产品，占市场份额的90%。在国际市场的拉动下，我国太阳能光伏发电产业发展迅速，我国太阳能电池年产量由原来占世界份额的发展到世界份额的10%以上。与其它晶体硅太阳能电池相比，单晶硅太阳能电池的转化率较高，但其生产成本也高。随着世界各国对太阳能光伏产业的进一步重视，特别是发达国家制定了一系列的扶持政策，鼓励开发利用太阳能，另外，随着硅太阳能电池应用面的不断扩大，太阳能电池的需求量越来越大，硅单晶材料的需求量也就同比扩大。单晶硅为一种半导体材料，一股用于制造集成电路和其它电子元件，单晶硅生长技术有两种区熔法和直拉法，其中直拉法是目前普遍采用的方法。在直拉法生长单晶硅的方法中，将高纯度的多晶硅原料放入单晶生长炉中的石英坩埚内，然后在低真空有流动惰性气体保护下加热熔化，把一支有着特定生长方向的单晶硅(称做籽晶)装入籽晶夹持装置中，并使籽晶与硅溶液接触，调整熔融硅溶液的温度，使其接近熔点温度，然后驱动籽晶自上而下伸入熔融的硅溶液中并旋转，然后缓缓上提籽晶，则单晶硅体进入锥体部分的生长，当锥体的直径接近目标直径时，提高籽晶的提升速度，使单晶硅体直径不再增大而进入晶体的中部生长阶段，在单晶硅体生长接近结束时，再提高籽晶的提升速度，单晶硅体逐渐脱离熔融硅，形成下锥体而结束生长。用这种方法生长出来的单晶硅， 其形状为两端呈锥形的圆柱体，将该圆柱体切片，即得到单晶硅半导体原料，这种圆形单晶硅片就可以作为集成电路或太阳能的材料。单晶硅拉制需要在一整套的热系统中进行，在拉制过程中处于低真空状态，且不断向单晶炉内充入惰性保护气体以带走由于单晶硅体从溶液中结晶时散发的结晶潜热和硅溶液挥发的一氧化硅颗粒，然后从单晶炉的排气口中由真空泵排出。单晶炉传统的热场部件基本上包括炉壁、加热器、保温层、石墨坩埚、石英坩埚等，单晶炉在由真空泵从排气口中排出一氧化硅时，由一氧化硅和保护气体组成的混合气体就会流经石墨坩埚等部件，因为石墨坩埚是石墨制品，且炉内温度为1420度以上，并连续工作30小时以上，单晶炉内的一氧化硅杂质和石英坩埚的氧和硅成分会和石墨坩埚反应，生成一氧化碳，二氧化碳，碳化硅等，从而造成对石墨坩埚的侵蚀，同时，石英坩埚和石墨坩埚接触部分的养化反应，使硅原子渗透到石墨坩埚的表层，形成一层碳化硅层，引起坩埚断裂，这些都会降低石墨坩埚的寿命，增加生产成本。除此之外，目前，使用的坩埚由于结构简单，存在着传热效率低、加热缓慢、加热时间长、能耗高等缺点。因此本实用新型提供一种受热、传热效果好且使用寿命长的直拉单晶炉加热装置
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术使用寿命短、受热效率差的不足，在此提供一种直拉单晶炉加热装置。本使用新型是这样实现的，构造一种直拉单晶炉加热装置，包括石墨坩埚、石英坩埚，其中石英坩埚设置在石墨坩埚内，其特征在于在所述石墨坩埚和石英坩埚之间加垫有石墨纸，其中所述石墨坩埚的外表面形成有条形凹槽。根据本实用新型所述的一种直拉单晶炉加热装置，其特征在于所述条形凹槽为间隔均勻的设置在石墨坩埚的外表。根据本实用新型所述的一种直拉单晶炉加热装置，其特征是条形凹槽的深度为 1——6mm0本实用新型的优点在于首先在石墨坩埚和石英坩埚之间加垫有石墨纸，其中石墨纸能够有效防止一氧化硅杂质和石英坩埚的氧和硅成分会和石墨坩埚反应的情况。其次还在所述石墨坩埚的外表面形成有条形凹槽，由于在石墨坩埚的外表面形成有条形凹槽， 因此增加了石墨坩埚本体的外表受热面积，故通过增加石墨坩埚外表面积来提高传热面积，可使石墨坩埚的外表面积增加一倍，达到加大传热量、快速加热的目的。
图1是本实用新型的石墨坩埚的外部结构示意图图2是本实用新型的结构示意图图中1、石墨坩埚，2、石英坩埚，3、石墨纸，4、条形凹槽。
具体实施方式
为了克服现有技术的不足，本实用新型在此提供一种直拉单晶炉加热装置，解决了现有技术使用寿命短、受热效率差的不足的问题。如图2所示本装置包括石墨坩埚1、石英坩埚2，其中石英坩埚2设置在石墨坩埚1内，在所述石墨坩埚1和石英坩埚2之间加垫有石墨纸3，其中石墨纸3能够有效防止一氧化硅杂质和石英坩埚2的氧和硅成分会和石墨坩埚1反应的情况。其中还在所述石墨坩埚1的外表面形成有条形凹槽4，由于在石墨坩埚 1的外表面形成有条形凹槽4，因此增加了石墨坩埚1本体的外表受热面积，故通过增加石墨坩埚1外表面积来提高传热面积，可使石墨坩埚的外表面积增加一倍，达到加大传热量、 快速加热的目的。本实用新型的改进之一在于将所述条形凹槽4为间隔均勻的设置在石墨坩埚1的外表，使其美观。其中可将本实用新型所述的条形凹槽4的深度设计为1一6mm，目的为加深凹槽深度，增加受热面积，快速加热。
权利要求1.一种直拉单晶炉加热装置，包括石墨坩埚(1)、石英坩埚(2)，其中石英坩埚(2)设置在石墨坩埚(1)内，其特征在于在所述石墨坩埚(1)和石英坩埚(2)之间加垫有石墨纸 (3)，其中所述石墨坩埚(1)的外表面形成有条形凹槽(4)。
2.根据权利要求1所述的一种直拉单晶炉加热装置，其特征在于所述条形凹槽(4) 为间隔均勻的设置在石墨坩埚(1)的外表。
3.根据权利要求1所述的一种直拉单晶炉加热装置，其特征是条形凹槽(4)的深度为 1——6mm0
专利摘要本实用新型公开了一种直拉单晶炉加热装置，包括石墨坩埚、石英坩埚，其中石英坩埚设置在石墨坩埚内，其特征在于在所述石墨坩埚和石英坩埚之间加垫有石墨纸，其中所述石墨坩埚的外表面形成有条形凹槽。本实用新型提供的直拉单晶炉加热装置不但解决了现有技术使用寿命短、受热效率差的不足的问题，而且还具有结构简单、便于生产的优点。
文档编号C30B15/14GK201990762SQ20112004393
公开日2011年9月28日 申请日期2011年2月22日 优先权日2011年2月22日
发明者刘胜春, 姚伟, 王明云, 罗明树, 赵振元 申请人:信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司