专利名称：一种改进的直拉单晶炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种直拉单晶炉，尤其是一种能够降低加热器功耗同时提高拉晶 速度的直拉单晶炉。
背景技术：
目前，利用直拉单晶炉生产单晶硅的技术已经较为成熟，并早已实现了大规模的 工业化生产。当下单晶硅制造行业的核心问题是如何降低其制造成本，现在通常采用两种 方法一是降低加热器的功耗；二是提高拉晶速度。但是，简单的降低功耗或者提高拉速， 会带来晶体质量的下降。因此，如何在降低功耗、提高拉速的同时保证产品质量，成为一个 至关重要的技术难题。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种改进的直拉单晶炉，能够在降低加热器 功耗、提高拉晶速度的同时保证晶体产品的质量，降低单晶硅的制造成本。为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是一种改进的直拉单晶炉， 结构中包括炉壁、紧贴炉壁内侧设置的侧壁碳毡和紧贴侧壁碳毡内侧设置的保温筒，在炉 体内部设置有坩埚和对坩埚进行加热的石墨加热器，坩埚上部设置有热屏，所述热屏呈倒 圆台形。作为本实用新型的一种优选技术方案，所述热屏上部设置导流筒，此导流筒呈倒 圆台形。作为本实用新型的一种优选技术方案，所述坩埚上部的侧壁碳毡的厚度大于坩埚 下部侧壁碳毡的厚度，与此相应，所述保温筒上部直径小于其下部直径。作为本实用新型的一种优选技术方案，所述保温筒上、下部之间通过石墨托盘衔接。采用上述技术方案所产生的有益效果在于本实用新型倒圆台形的热屏有效减少 了热源对晶体的烘烤，从而加快了晶体的生成速度，使结晶速率至少提高了 20%而不增加 宏观位错的发生概率；本实用新型的导流筒加快了氩气通过晶体的速率，从而降低了 SiO 沉积落入熔体的概率；直拉单晶炉的热散失主要发生在坩埚以上部分，本实用新型将坩埚 以上部分的侧壁碳毡加厚，保温筒相应改进为上细下粗形，有效阻止了炉体的热损失，降低 了加热器功耗。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型一个具体实施方式
的结构示意图。图中1、炉壁 2、侧壁碳毡 3、保温筒 4、石墨托盘 5、坩埚 6、石墨加热器 7、热屏8、导流筒9、晶体10熔体。
具体实施方式
参看附图，本实用新型一个具体实施例的结构中包括炉壁1、紧贴炉壁1内侧设置 的侧壁碳毡2和紧贴侧壁碳毡2内侧设置的保温筒3，在炉体内部设置有坩埚5和对坩埚5 进行加热的石墨加热器6，坩埚5上部设置有热屏7，热屏7呈倒圆台形，热屏7上部设置导 流筒8，此导流筒8也呈倒圆台形，坩埚5上部的侧壁碳毡2的厚度大于坩埚5下部侧壁碳 毡2的厚度，与此相应，保温筒3上部直径小于其下部直径，保温筒3上、下部之间通过石墨 托盘4衔接。本实用新型的工作原理是利用本实用新型的直拉单晶炉生产单晶硅，由于热屏 7呈倒圆台形，有效减少了热源对晶体9的烘烤，使得晶体9的轴向温度梯度增大，而熔体 10的轴向温度梯度基本不变，因此拉晶、结晶速率可至少提高20%，而不增加发生宏观位 错的概率；由于导流筒8和热屏7均呈倒圆台形，热屏7外表面与坩埚5内壁面由上而下 形成一定锥度，氩气流道呈渐缩趋势，氩气平均流速明显增大，有利于将硅熔体10表面蒸 发出的SiO更快带走，减少了 SiO在坩埚2内壁面和热屏7外壁面的沉积，降低了 SiO在壁 面沉积并落入熔体10的概率，提高了晶体9品质；直拉单晶炉的热散失主要发生在坩埚5 以上部分，本实用新型将坩埚5以上部分的侧壁碳毡2加厚，保温筒3相应改进为上细下粗 形，有效阻止了炉体的热损失，降低了加热器功耗；综上，本实用新型能够在降低加热器功 耗、提高拉晶速度的同时保证晶体9产品的质量，降低单晶硅的制造成本。上述描述仅作为本实用新型可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的 单一限制条件。
权利要求1.一种改进的直拉单晶炉，结构中包括炉壁(1)、紧贴炉壁(1)内侧设置的侧壁碳毡 (2)和紧贴侧壁碳毡(2)内侧设置的保温筒(3)，在炉体内部设置有坩埚(5)和对坩埚(5) 进行加热的石墨加热器(6)，坩埚(5)上部设置有热屏(7)，其特征在于所述热屏(7)呈倒 圆台形。
2.根据权利要求1所述的改进的直拉单晶炉，其特征在于所述热屏(7)上部设置导 流筒(8)，此导流筒(8)呈倒圆台形。
3.根据权利要求1或2所述的改进的直拉单晶炉，其特征在于所述坩埚(5)上部的侧 壁碳毡(2)的厚度大于坩埚(5)下部侧壁碳毡(2)的厚度，与此相应，所述保温筒(3)上部 直径小于其下部直径。
4.根据权利要求3所述的改进的直拉单晶炉，其特征在于所述保温筒(3)上、下部之 间通过石墨托盘(4)衔接。
专利摘要本实用新型公开了一种改进的直拉单晶炉，结构中包括炉壁、紧贴炉壁内侧设置的侧壁碳毡和紧贴侧壁碳毡内侧设置的保温筒，在炉体内部设置有坩埚和对坩埚进行加热的石墨加热器，坩埚上部设置有热屏，热屏上部设置有导流筒，热屏和导流筒均呈倒圆台形。本实用新型能够在降低加热器功耗、提高拉晶速度的同时保证晶体产品的质量，降低单晶硅的制造成本。
文档编号C30B15/00GK201908152SQ201020646469
公开日2011年7月27日 申请日期2010年12月8日 优先权日2010年12月8日
发明者刘英江, 李广哲, 李德建 申请人:宁晋晶兴电子材料有限公司, 晶龙实业集团有限公司