專利名稱：用于直拉單晶硅爐的排氣罩以及直拉單晶硅爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及單晶硅的制備裝置，具體涉及一種用于直拉單晶硅爐的排氣罩以 及直拉單晶硅爐。
背景技術(shù)：
高純度的單晶硅是制備電子元件和太陽(yáng)能電池的主要原料，是重要的電子信息材 料。在現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)公開(kāi)了多種制備晶體硅的方法，其中目前比較常用的方法是直拉 法。在直拉法中，將經(jīng)過(guò)清洗處理后的多晶硅料裝入直拉單晶爐的石英坩堝內(nèi)，然后 加熱多晶硅料使之融化得到熔融的液體硅。再取一籽晶與熔融的液體硅充分熔接后，以一 定速度旋轉(zhuǎn)提升所述籽晶，在所述籽晶的誘導(dǎo)下，控制晶體生長(zhǎng)條件和摻雜工藝，沿籽晶定 向凝固長(zhǎng)大，依次經(jīng)過(guò)引晶、細(xì)頸、放肩、等徑、收尾后得到完整的單晶硅，直拉法中常用的 設(shè)備為直拉單晶硅爐。如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)中使用的直拉單晶爐的示意圖。直拉單晶爐包括由不銹 鋼材料制成的外殼11，外殼11為圓筒形，頂部為中間設(shè)置通孔的的球面型密封罩11a。在 爐體外殼內(nèi)部設(shè)置有坩堝12，坩堝12下面有托盤(pán)13固定，托盤(pán)13由坩堝軸14固定，這樣 在坩堝軸14的固定下，可以帶動(dòng)托盤(pán)13從而帶動(dòng)坩堝12旋轉(zhuǎn)；坩堝通過(guò)石墨加熱器15進(jìn) 行加熱。在坩堝12的上面，設(shè)置有導(dǎo)流筒21。在拉單晶硅的過(guò)程中，需要向單晶爐內(nèi)連續(xù)性的供入惰性氣體，如氬氣，為保持爐 腔內(nèi)的壓力一定，在向爐腔內(nèi)連續(xù)性的供入惰性氣體的同時(shí)，也需要將氣體連續(xù)性的排出， 以保持爐腔內(nèi)壓力的平衡。在導(dǎo)流銅12的外側(cè)，還設(shè)置有圓筒型的排氣上罩22，排氣上罩 22設(shè)置在石墨加熱器上面，在現(xiàn)有技術(shù)中，排氣上罩上設(shè)置有12 20個(gè)排氣孔22a，如圖2 所示，為排氣上罩22示意圖，在排氣上罩22設(shè)置有12 20個(gè)圓周均勻分布的排氣孔22a。 另外，為了將氣體從爐內(nèi)排出，在外殼的下面設(shè)置有兩個(gè)氣體排出口 lib。這樣，從排氣孔 22a排出的惰性氣體可以由外殼下面的氣體排出孔lib排出。在上述裝置中，由于氣體排出口數(shù)目較多，因此靠近排氣口的處的氣壓不穩(wěn)定，造 成不問(wèn)氣體粘附在開(kāi)口處，不能排放除去，殘留的氣體容易形成雜質(zhì)。此外，由于氣流排放 不穩(wěn)定，形成氣體的紊流現(xiàn)象，造成拉單晶過(guò)程中液面抖動(dòng)，從而影響單晶硅的質(zhì)量。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的問(wèn)題在于提供一種用于直拉單晶硅爐的排氣罩，與現(xiàn)有技術(shù) 相比，本發(fā)明提供的排氣罩可以使單晶硅爐內(nèi)的氣體以穩(wěn)定的氣壓排放出去，形成穩(wěn)定的 氣流。為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種用于直拉單晶硅爐的排氣罩，包 括圓筒形的排氣罩側(cè)壁；[0010]在所述排氣罩側(cè)壁上設(shè)置有兩個(gè)方向相反的排氣孔。優(yōu)選的，所述兩個(gè)排氣孔的高度相同。優(yōu)選的，所述兩個(gè)排氣孔的截面形狀為圓形、三角形、橢圓形、矩形、多邊形。優(yōu)選的，所述兩個(gè)排氣孔的截面形狀為直徑相同的圓形。優(yōu)選的，所述兩個(gè)排氣孔的截面直徑為IOmm 100mm。優(yōu)選的，所述兩個(gè)排氣孔的截面直徑為30mm 60mm。優(yōu)選的，所述兩個(gè)排氣孔的位置分別與直拉單晶硅爐外殼的排氣孔的位置相對(duì)應(yīng)。優(yōu)選的，所述兩個(gè)排氣孔設(shè)置在靠近所述排氣罩側(cè)壁的上端位置處。本實(shí)用新型還提供一種直拉單晶硅爐，包括爐外殼、設(shè)置在所述爐外殼內(nèi)的坩堝， 所述坩堝上方設(shè)置有以上任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的排氣罩。本實(shí)用新型提供一種用于直拉單晶硅爐的排氣罩。本實(shí)用新型提供的排氣罩上設(shè) 置有兩個(gè)方向相反的排氣孔，爐內(nèi)的氣體從所述兩個(gè)排氣孔內(nèi)排出。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于 排氣孔的數(shù)目只有兩個(gè)，因此爐內(nèi)的氣體流可以從這兩個(gè)排氣孔內(nèi)穩(wěn)定的排出，爐子內(nèi)的 氣壓變化穩(wěn)定，氣流穩(wěn)定，因此不會(huì)出現(xiàn)紊流現(xiàn)象，而且不會(huì)出現(xiàn)氣體粘附的問(wèn)題，不易形 成雜質(zhì)，有利于制備高純度的單晶硅。此外，由于不會(huì)出現(xiàn)紊流問(wèn)題，因此不會(huì)產(chǎn)生拉單晶 過(guò)程中的液面抖動(dòng)問(wèn)題，從而不會(huì)對(duì)單晶硅的質(zhì)量產(chǎn)生副作用。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的單晶硅爐的示意圖；圖2為圖1中的排氣罩示意圖；圖3為本實(shí)用新型提供的單晶硅爐的示意圖；圖4為圖3中的排氣罩示意圖。
具體實(shí)施方式
為了進(jìn)一步了解本實(shí)用新型，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描 述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本實(shí)用 新型權(quán)利要求的限制。請(qǐng)參見(jiàn)圖3，為本實(shí)用新型提供的直拉單晶硅爐示意圖，直拉單晶硅爐包括由不銹 鋼材料制成的外殼101，外殼101為圓筒形，頂部為中間設(shè)置通孔的的球面型密封罩101a。 在爐體外殼101內(nèi)部設(shè)置有坩堝102，坩堝102下面有托盤(pán)103固定，托盤(pán)103由坩堝軸104 固定，這樣在坩堝軸104的固定下，可以帶動(dòng)托盤(pán)103從而帶動(dòng)坩堝102旋轉(zhuǎn)；坩堝通過(guò)石 墨加熱器105進(jìn)行加熱。在坩堝102的上面，設(shè)置有導(dǎo)流筒201。在拉單晶硅的過(guò)程中，需要向單晶爐內(nèi)連續(xù)性的供入惰性氣體，如氬氣，為保持爐 腔內(nèi)的壓力一定，在向爐腔內(nèi)連續(xù)性的供入惰性氣體的同時(shí)，也需要將氣體連續(xù)性的排出， 以保持爐腔內(nèi)壓力的平衡。在導(dǎo)流銅102的外側(cè)，還設(shè)置有圓筒型的排氣上罩202，排氣上 罩202設(shè)置在石墨加熱器上面，本發(fā)明如圖4所示，為排氣上罩202示意圖，在排氣上罩202設(shè)置有兩個(gè)位置相對(duì)應(yīng)直徑 均為IOmm的圓形排氣孔202a。兩個(gè)排氣孔20 的位置分別對(duì)應(yīng)著設(shè)置在外科外面的兩個(gè)排氣孔101b，這樣，坩堝內(nèi)的氣體可以由排氣罩上的兩個(gè)排氣孔20 排出，然后再分別由 兩個(gè)排氣孔IOlb排出。與現(xiàn)有技術(shù)相比，在本實(shí)施方式中，坩堝內(nèi)的氣體只由兩個(gè)排氣孔 排出，因此排出的氣體壓力穩(wěn)定，氣體不會(huì)粘附到坩堝的死角上，因此不會(huì)對(duì)單晶硅的質(zhì)量 造成影響，避免產(chǎn)生雜質(zhì)。而且，由于氣體由排氣罩上的兩個(gè)排氣孔排出，再分別由外殼上 的排氣孔排出后，可以避免氣體產(chǎn)生紊流問(wèn)題，因此不會(huì)造成拉單晶過(guò)程中的液面抖動(dòng)問(wèn) 題，從而不會(huì)對(duì)單晶硅的質(zhì)量產(chǎn)生副面影響。按照本實(shí)用新型，設(shè)置在排氣罩上的排氣孔的界面形狀也可以為其它形狀，如三 角形、橢圓形、矩形、多變形等，兩個(gè)排氣孔的高度優(yōu)選為相同高度，兩個(gè)排氣孔的截面形狀 優(yōu)選為圓形，圓形的直徑優(yōu)選為IOmm 100mm，更優(yōu)選為20mm 80mm，更優(yōu)選為30mm 60mm,以上均能實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。以上對(duì)本實(shí)用新型所提供的用于直拉單晶硅爐的排氣罩以及直拉單晶硅爐進(jìn)行 了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí) 施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行若 干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于直拉單晶硅爐的排氣罩，其特征在于，包括圓筒形的排氣罩側(cè)壁；在所述排氣罩側(cè)壁上設(shè)置有兩個(gè)方向相反的排氣孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣罩，其特征在于，所述兩個(gè)排氣孔的高度相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣罩，其特征在于，所述兩個(gè)排氣孔的截面形狀為圓形、三 角形、橢圓形或矩形。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣罩，其特征在于，所述兩個(gè)排氣孔的截面形狀為直徑相 同的圓形。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的排氣罩，其特征在于，所述兩個(gè)排氣孔的截面直徑為IOmm IOOmm0
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的排氣罩，其特征在于，所述兩個(gè)排氣孔的截面直徑為30mm 60mmo
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6任一項(xiàng)所述的排氣罩，其特征在于，所述兩個(gè)排氣孔的位置分別 與直拉單晶硅爐外殼的排氣孔的位置相對(duì)應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至6任一項(xiàng)所述的排氣罩，其特征在于，所述兩個(gè)排氣孔設(shè)置在靠近 所述排氣罩側(cè)壁的上端位置處。
9.一種直拉單晶硅爐，其特征在于，包括爐外殼、設(shè)置在所述爐外殼內(nèi)的坩堝，所述坩 堝上方設(shè)置有權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的排氣罩。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種排氣上罩，包括圓筒形的排氣罩側(cè)壁；在所述排氣罩側(cè)壁上設(shè)置有兩個(gè)方向相反的排氣孔。本實(shí)用新型提供的排氣罩上設(shè)置有兩個(gè)方向相反的排氣孔，爐內(nèi)的氣體從所述兩個(gè)排氣孔內(nèi)排出。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于排氣孔的數(shù)目只有兩個(gè)，因此爐內(nèi)的氣體流可以從這兩個(gè)排氣孔內(nèi)穩(wěn)定的排出，爐子內(nèi)的氣壓變化穩(wěn)定，氣流穩(wěn)定，因此不會(huì)出現(xiàn)紊流現(xiàn)象，而且不會(huì)出現(xiàn)氣體粘附的問(wèn)題，不會(huì)在硅單晶上形成雜質(zhì)，有利于制備高純度的單晶硅。此外，由于不會(huì)出現(xiàn)紊流現(xiàn)象，因此不會(huì)產(chǎn)生拉單晶過(guò)程中的液面抖動(dòng)問(wèn)題，從而不會(huì)對(duì)單晶硅的質(zhì)量產(chǎn)生副作用。
文檔編號(hào)C30B15/00GK201835003SQ20102028532
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月4日
發(fā)明者史記全, 王海渤, 郭凱, 雷浩 申請(qǐng)人:英利能源(中國(guó))有限公司