一种多晶硅铸锭炉的热门装置的制作方法

本实用新型涉及一种涉及多晶硅铸锭装置，特别是一种多晶硅铸锭炉的热门装置。

背景技术：

目前，在多晶硅铸锭过程中，主要通过热场底部的热门运动来控制坩埚底部的散热，热门的打开程度不同，坩埚底部的散热速率也会不同，这样，就可以通过控制热门的开度，来控制硅晶体的长晶速度。

现在普遍使用的精工铸锭炉的热门主要是两层硬毡结构，竖直上下运动，出气和散热方向主要是在热门的边缘处。其中，两层硬毡水平固定在升降装置的上部，并且两层硬毡之间采用石墨螺栓进行紧密连接。这样，热门硬毡就可以随升降装置完成上下运动，从而达到关闭和打开的功能。在热门上升到最高点，处于闭合状态的时候，热门与上部隔热笼之间形成闭合完好的隔热热场，从而保证在晶体融化的时候，减少热量的散失，达到节约热量的目的。在热门下降的过程中，热门的边缘会与上部隔热笼之间形成一定的空隙，随着热门下降的距离越来越大，热门边缘与隔热笼之间的空隙也会越来越大。这样，坩埚中的硅熔体的热量就会通过边缘的间隙散失掉，坩埚底部的温度也会降低，这样底部硅熔体就会结晶为晶体，从而就达到了从底部到顶部结晶的定向凝固过程。

另外一种热门结构是热门硬毡水平放置，分割为两个部分，水平左右运动，达到热门打开和关闭的目的。其中，左右两边的热门底部分别固定在水平运动的拉杆上，随着拉杆的左右运动，左右两边的热门同时进行左右运动。在硅料加热熔化阶段，左右两边的热门向中间移动，热门处于关闭状态，防止坩埚底部散热过多，达到保温和降低能耗的效果。在晶体硅从底部到顶部的结晶阶段，左右两边的热门向两边移动，热门处于打开状态，通过控制热门打开的程度不同，可以控制坩埚底部的散热速率，从而达到控制结晶速度的目的。

然而，以上所提到的两种热门结构均有一定的缺陷和缺点，其中精工铸锭炉的热门结构在打开的时候，空隙处在热门的边缘，坩埚底部的热量会从热门的边缘的进行散热，这样就会导致坩埚底部的四周散热速度过快，造成坩埚底部散热不均匀，坩埚底部的中间温度过高，四周温度过低，从而造成长晶界面呈现出向下凹的形态，这样向下凹的界面对于晶体的品质会有不利的影响，由于晶体方向的不一致，也会导致晶体中位错的增多。而对于水平左右运动的热门结构，其水平运动过程中为了不形成运动干涉，采用上下错位的放置方式，由于上下错位放置的方式，会导致其中放置在下方的一侧温度偏低，这样也会造成坩埚底部温度不均匀，影响晶体的品质。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种多晶硅铸锭炉的热门装置，该多晶硅铸锭炉的热门装置能够达到需要的保温效果和良好的控制散热速率，改善多晶硅结晶品质。

本实用新型要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的。本实用新型是一种多晶硅铸锭炉的热门装置，其特点在于：包括竖直地设在多晶硅铸锭炉的下炉体内底面中间的支撑柱，所述的支撑柱的下端与下炉体连接，所述的支撑柱的上端与多晶硅铸锭炉的散热台连接；多晶硅铸锭炉的侧部硬毡之间设有热门，所述的热门设在所述的散热台的下方，所述的热门包括中央段热门及设在中央段热门与侧部硬毡之间的边缘段热门，所述的中央段热门的底部与升降装置连接，所述的中央段热门的边沿与边缘段热门的边沿搭接，所述的边缘段热门通过连接件与散热台连接。

本实用新型一种多晶硅铸锭炉的热门装置技术方案中，进一步优选的技术方案特征是：所述的边缘段热门包括上下相接的边缘段热门上层和边缘段热门下层，所述的边缘段热门上层的边沿面向支撑柱侧延伸，所述的边缘段热门下层与所述的侧部硬毡的底面搭接。

本实用新型一种多晶硅铸锭炉的热门装置技术方案中，进一步优选的技术方案特征是：所述的中央段热门包括同轴设置的中央段热门上层和中央段热门下层，所述的中央段热门下层的边沿向边缘段热门延伸，所述的中央段热门下层的边沿可与所述的边缘段热门上层的边沿搭接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的技术效果：本实用新型通过将热门设置为中央段热门和边缘段热门，在硅料熔化阶段，热门处于关闭状态，达到保温节能的效果，在硅熔体定向凝固阶段，热门处于打开状态，这样既能达到节能保温的效果，又能达到均匀散热的效果，散热台底部中央位置的散热量大于边缘的散热量，有助于形成比较凸的长晶界面，改善晶体的品质，同时，本热门结构对原始热门进行的改动比较小，而且运动部件也是一个，比较容易进行控制，另外，中央段热门和边缘段热门的尺寸比例可以通过实际需要进行修改。

附图说明

图1为本实用新型的结构剖面示意图；

图2为本实用新型处于长晶状态时的的结构剖视图。

具体实施方式

以下参照附图，进一步描述本实用新型的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本实用新型，而不构成其权利的限制。

实施例1，参照图1和图2，本实用新型用于多晶硅铸锭炉，本实用新型所用的多晶硅铸锭炉的炉体包括上炉体2和下炉体5，炉体内设置坩埚隔热笼，坩埚14设置在坩埚隔热笼内，所述的坩埚隔热笼由侧部硬毡3、隔热笼顶部硬毡1和热门装置围设而成，坩埚14的顶部设置盖板15，盖板15与隔热笼顶部硬毡1之间设置顶部加热器16，上炉体2与盖板15之间设置进气管17，坩埚14与侧部硬毡3之间设置侧部加热器13，坩埚14的外侧设置防护结构，所述的防护结构包括坩埚护板12和坩埚底板11，坩埚底板11的下面设置散热台9，本实用新型的多晶硅铸锭炉的热门装置，包括竖直地设在多晶硅铸锭炉的下炉体5内底面中间的支撑柱8，所述的支撑柱8的下端与下炉体5连接，所述的支撑柱8的上端与多晶硅铸锭炉的散热台9连接；多晶硅铸锭炉的侧部硬毡3之间设有热门，所述的热门设在所述的散热台9的下方，所述的热门包括中央段热门7及设在中央段热门7与侧部硬毡3之间的边缘段热门6，所述的中央段热门7的底部与升降装置连接，所述的中央段热门7的边沿与边缘段热门6的边沿搭接，所述的边缘段热门6通过连接件与散热台9连接,所述的连接件可以为连接螺杆4。所述的升降装置可以电机和螺旋丝杆，将电机和螺旋丝杆作为升降机构是本领域常规技术手段。

实施例2，实施例1所述的多晶硅铸锭炉的热门装置中：边缘段热门6包括上下相接的边缘段热门上层61和边缘段热门下层62，所述的边缘段热门上层61的边沿面向支撑柱8侧延伸，所述的边缘段热门下层62与所述的侧部硬毡3的底面搭接。

实施例3，实施例1或2所述的多晶硅铸锭炉的热门装置中：中央段热门7包括同轴设置的中央段热门上层71和中央段热门下层72，所述的中央段热门下层72的边沿向边缘段热门6延伸，所述的中央段热门下层72的边沿可与所述的边缘段热门上层61的边沿搭接。

本实用新型的工作原理：将本装置安装到多晶铸锭热场的底部，在初始熔化阶段，中央段热门和边缘段热门均处在竖直方向的最高位置，即两段热门与隔热笼之间形成具有一定封闭性的隔热保温体；在进行晶体生长阶段，中央段热门随底部的升降装置向下移动，由于边缘段热门通过螺杆与散热台进行连接，因此边缘段热门的竖直位置和水平位置均保持不变。这样，在长晶阶段，散热台底部的热量就通过中央段热门的边缘进行散热，这就可以保证散热台中央的散热量大于边缘的散热量，使原来比较凹的长晶界面，变成略微凸起的界面，有利于晶体品质的改善。在长晶完成以后，需要对硅锭进行加热退火处理，此时中央段热门通过底部升降装置的控制向上运动，与边缘段热门通过阶梯状接口进行结合，形成封闭的保温空间。