专利名称：改进的直拉硅单晶炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种直拉硅单晶炉，尤其是一种改进的用切克劳斯基法(直拉法)生
长硅单晶的直拉硅单晶炉。
背景技术：
直拉法提拉硅单晶是目前生产单晶硅应用最广泛的技术，在直拉法工艺中将高纯度的多晶硅装进石英坩埚，由负载高频波的环绕线圈或电流加热器来加热石英坩埚以使多晶硅熔化。然后把一特定晶向的硅单晶(称作籽晶)与熔融硅接触，硅在合适的温度下将顺着已知晶向的籽晶上硅原子的排列结构在固液交界面上形成规则的结晶，成为单晶体。在结晶的同时将籽晶向上提升，当籽晶体长大至接近目标直径时，改变提升速度，使单晶体等径生长。直至大部分硅熔液都结晶成硅晶锭，只剩少量剩料，通过调整晶体的提升速度和熔液温度将晶体直径渐渐减小而形成一个尾形锥体，当锥体的尖足够小时，晶体就会和熔体分离，最后完成硅单晶生长的全过程。 单晶硅生长过程，在高温状态下，石英坩埚发生脱氧或者熔融硅和石英坩埚发生反应，都会产生大量一氧化硅挥发物，该挥发物容易附着在热场元件的内壁上，与热场元件如石墨坩埚、石墨套筒、石墨保温层发生反应，造成对热场元件的侵蚀，价低其使用寿命。另外若一氧化硅随惰性气体流排出长晶炉，进入抽真空机械系统，附着在管道内壁或进去机械泵，则需要花费大量的时间进行清洗，加重机械泵的磨损程度，縮短其使用寿命。目前已有技术中已经解决了第一个问题，即把导气口设置在单晶硅炉的上部位置，在排气时改气体下行为气体上行，使热场元件免受挥发物的侵蚀，从而提高了热场元件的寿命，但是对于第二个问题却一直没有得到解决。
发明内容
本发明要解决的技术问题是通过在导气口处增加储离槽，使气体中的有害杂质附着在储离槽中，达到方便设备清洗，延长机械泵使用寿命的目的。 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是一种改进的直拉硅单晶炉，包
括带有炉口的炉盖，炉壁，炉壁内设置有石英坩埚和石墨加热保温装置及其配套的废气流
的疏导通道，疏导通道通过设置在石墨保温层上端的导气口和内部热场相连通，炉壁上设
有与外部抽气系统相连的排气孔；关键在于上述导气口内侧设有储离槽。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于由于在导气口处增加了储离槽，因此，
气流在流到导气口时会产生指向储离槽方向的分流，分流中夹杂的挥发物接触到储离槽内
壁时就会附着在储离槽内壁上，达到净化气流的目的。 作为本发明进一步改进的技术方案，所述储离槽由储离槽内挡板、储离槽外挡板和槽底构成，储离槽内挡板和储离槽外挡板上设有与导气口同中心线的开口 ，且储离槽内挡板的口径大于储离槽外挡板的口径，在气流流到储离槽外挡板的开口前，由于口径的縮小，使得气体中更多的挥发物附着在储离槽外挡板上，达到分离挥发物，保证疏导通道顺畅排气的目的；同时由于大量挥发物附着在储离槽外挡板上，使得进入到炉外抽真空机械系 统的机械泵中的杂质的量显著减少，从而有利于设备的维护与清洗。 作为本发明另一种改进的技术方案，在导气口处的炉壁内侧设有隔热板，有效控 制炉内高温对炉壁的烘烤，同时有效防止从导气口流出的高温气流对炉壁的损害。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明；
图1是本发明直拉硅单晶炉的结构示意图； 图中，l-炉口，2-炉盖，3-炉壁，4-导流筒，5-石英坩埚，6-石墨坩埚，7-石墨套 筒加热器，8-石墨保温层，9-疏导通道，10-排气孔，11-导气口 ， 12-储离槽，13-隔热板， 121-储离槽内挡板，122-储离槽外挡板，123-槽底。
具体实施例方式
图1示出了本发明直拉硅单晶炉的结构，包括带有炉口 1的炉盖(2)，炉壁3，炉 壁3内设置有石英坩埚5和石墨加热保温装置及其配套的废气流的疏导通道9，疏导通道9 通过设置在石墨保温层8上端的导气口 11和内部热场相连通，炉壁3上设有与外部抽气系 统相连的排气孔IO ;关键在于上述导气口 11内侧设有储离槽12。储离槽由储离槽内挡板 121、储离槽外挡板122和槽底123组成。储离槽内挡板121和储离槽外挡板122上设有与 导气口 11同中心线的开口，上述开口优选为圆形开口，也可以为方向开口或其他具有中心 线的任意形状的开口 ，且储离槽内挡板121的口径大于储离槽外挡板122的口径，在气流流 到储离槽外挡板的开口前，由于口径的縮小，使得气体中更多的挥发物附着在储离槽外挡 板上，达到分离挥发物，保证疏导通道顺畅排气的目的。导气口 11的数量为8-12个，在此 优选为12个，且沿对应圆周均匀分布。炉壁3的内侧壁上设有隔热板13，位置和导气口相 对应，隔热板向下延伸的长度应大于导气口的口径，这样会更有利于对炉壁的保护。上述疏 导通道9设置在炉壁3内石墨保温层8和炉壁3之间，此设置使得气体不再流经热场元件， 提高热场元件的寿命。 使用本发明的直拉硅单晶炉时气体的具体流动路线为 保护气体从炉盖2顶部的炉口 l吹入，进入到炉内，流经导流筒4后吹向硅单晶表 面和熔融硅液面，带走产生的一氧化硅挥发物，在外部抽真空系统的作用下改为向上流动， 进入导气口 ll，在气流中夹杂的一氧化硅及其他杂质会附着在导气口 11内侧的储离槽12 中，气流流经石墨保温层8和炉壁3之间的疏导通道9后由炉壁3底部的排气孔排出炉外 进入外部排空系统。 由于炉内温度很高，因此在导气口 11处的炉壁3内侧设有隔热板13，可以有效控 制炉内高温对炉壁3的烘烤；同时，从导气口 ll排出的高温气体温度很高，直接冲击到炉壁 3上会对炉壁3造成损害，因此设置隔热板13以保护炉壁3不受高温气体的腐蚀。
权利要求
一种改进的直拉硅单晶炉，包括带有炉口(1)的炉盖(2)，炉壁(3)，炉壁(3)内设置有石英坩埚(5)和石墨加热保温装置(6、7、8)及其配套的废气流的疏导通道(9)，疏导通道(9)通过设置在石墨保温层(8)上端的导气口(11)和内部热场相连通，炉壁(3)上设有与外部抽气系统相连的排气孔(10)；其特征在于上述导气口(11)内侧设有储离槽(12)。
2. 根据权利要求1所述的改进的直拉硅单晶炉，其特征在于所述储离槽由储离槽内挡 板(121)、储离槽外挡板(122)和槽底(123)组成。
3. 根据权利要求2所述的改进的直拉硅单晶炉，其特征在于所述储离槽内挡板(121) 和储离槽外挡板(122)上设有与导气口 (11)同中心线的开口，且储离槽内挡板(121)的口 径大于储离槽外挡板(122)的口径。
4. 根据权利要求l所述的改进的直拉硅单晶炉，其特征在于所述导气口 (11)的数量为 8-12个，且沿对应圆周均匀分布。
5. 根据权利要求l所述的改进的直拉硅单晶炉，其特征在于所述炉壁(3)的内壁上设 有隔热板(13)。
6. 根据权利要求l所述的改进的直拉硅单晶炉，其特征在于所述疏导通道(9)设置在 炉壁(3)内石墨保温层(8)和炉壁(3)之间。
全文摘要
本发明公开了一种改进的直拉硅单晶炉，包括带有炉口的炉盖，炉壁，炉壁内设置有石英坩埚和石墨加热保温装置及其配套的废气流的疏导通道，疏导通道通过设置在石墨保温层上端的导气口和内部热场相连通，炉壁上设有与外部抽气系统相连的排气孔，关键在于导气口内侧设有储离槽。这种结构设置分离了气体中的有害挥发物，达到方便设备清洗的目的。
文档编号C30B15/00GK101717991SQ200910175318
公开日2010年6月2日 申请日期2009年12月14日 优先权日2009年12月14日
发明者何京辉, 刘彬国, 张呈沛 申请人:晶龙实业集团有限公司;宁晋晶峰电子材料有限公司