单晶炉籽晶夹头和具有其的籽晶夹头机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种单晶炉籽晶夹头和具有其的籽晶夹头机构。单晶炉籽晶夹头包括夹头本体、籽晶定位孔以及杂质收集槽，夹头本体由石墨材料制成，较现有技术中的由金属材料制成的籽晶夹头，其能够有效地防止杂质进入到熔融状态的多晶硅中；杂质收集槽设置于夹头本体的上端部，且环绕籽晶定位孔设置，以能够接收上端面上方掉落的杂质，以防止杂质进入到熔融状态的多晶硅中影响单晶硅棒的生长，从而可以提高单晶硅的成晶率。

【技术实现步骤摘要】
单晶炉籽晶夹头和具有其的籽晶夹头机构
本技术总体来说涉及一种单晶硅制备
，具体而言，涉及一种单晶炉籽晶夹头。本技术还涉及一种具有该单晶炉籽晶夹头的籽晶夹头机构。
技术介绍
单晶炉是多晶硅转化为单晶硅工艺过程中的必备设备，而单晶硅又是光伏发电和半导体行业中的基础原料。单晶硅作为现代信息社会的关键支撑材料，是目前世界上最重要的单晶材料之一，它不仅是发展计算机与集成电路的主要功能材料，也是光伏发电利用太阳能的主要功能材料。在单晶硅的制造工艺中，需要用籽晶对单晶炉内真空环境下的熔融状态的多晶硅进行引晶。如图6为现有的籽晶夹头机构的结构示意图，籽晶通常安装在籽晶夹头3'上，该籽晶夹头3'装在重锤1上，通过重锤1带动籽晶旋转、提拉，并实现单晶硅棒生长。目前使用的籽晶夹头3'根据籽晶类型的不同而呈现不同的结构类型。现有籽晶夹头3'大部分采用金属材料制成，例如钼，该由金属材料制成的籽晶夹头3'经常处于高温环境下，其表面容易形成一些氧化物或其他杂质，在单晶硅生长过程中该氧化物或者杂质容易掉入到熔融状态的多晶硅中，给单晶硅的生长带来不利影响，例如导致单晶硅棒产生位错或断棱，从而导致长晶失败。另外，由于籽晶夹头3'为金属材料，在籽晶安装后该籽晶与籽晶夹头3'之间的接触为刚性接触。在拉晶过程中，由于单晶硅棒在旋转的同时，籽晶轴会发生轻微摆动，这将使籽晶根部断裂，导致单晶硅棒掉落，将致使单晶炉内的多个部件损坏，例如石英坩埚、石墨坩埚、加热器等，从而将给企业生产造成巨大的经济损失。除此，目前使用的籽晶夹头3'通常为偏心孔插销式籽晶夹头机构，其结构如图6所示，其中籽晶夹头3'设置在重锤1上，由于该夹头机构长时间处于高温状态，籽晶夹头3'和重锤1连接处容易被烧结，从而使两者的连接处不能分离，导致籽晶更换困难，从而需要整体更换，这也一定程度上增大了维护成本。另外，现有的籽晶夹头3'通常设置为其横截面直径小于或等于重锤1的横截面直径，因此重锤1外周面形成的氧化物或杂质容易掉落到熔融状态的多晶硅中，影响单晶硅棒的生长。在所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本技术的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。本技术的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种单晶炉籽晶夹头，以防止该单晶炉籽晶夹头上的氧化物或杂质影响单晶硅棒生长。本技术的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种籽晶夹头机构，以防止该籽晶夹头机构上的氧化物或杂质影响单晶硅棒生长。为实现上述技术目的，本技术采用如下技术方案：根据本技术的一个方面，提供了一种单晶炉籽晶夹头，其中所述单晶炉籽晶夹头包括夹头本体、籽晶定位孔以及杂质收集槽，所述夹头本体由石墨材料制成；所述籽晶定位孔设置于所述夹头本体以用于固定籽晶；所述杂质收集槽设置于所述夹头本体的上端部，且环绕所述籽晶定位孔设置，以能够接收上端面上方掉落的杂质。根据本技术的一实施方式，其中所述籽晶定位孔包括由上端朝向下端方向依次首尾连通的第一定位孔、直径逐渐变小的锥形过渡孔以及第二定位孔，所述第一定位孔和所述第二定位孔的横截面分别为圆形，所述第一定位孔的直径大于所述第二定位孔的直径。根据本技术的一实施方式，其中所述夹头本体上设置有用于与所述重锤连接的第一螺纹孔和与该所述第一螺纹孔连通的第一透气孔；所述第一螺纹孔与外界连通；所述第一螺纹孔与所述籽晶定位孔连通，并且所述第一螺纹孔的直径大于或者等于所述第一定位孔直径，以能够使籽晶进入所述籽晶定位孔。根据本技术的一实施方式，其中所述籽晶定位孔的中心轴线、所述第一螺纹孔的中心轴线以及所述夹头本体的中心轴线重合。根据本技术的一实施方式，其中所述夹头本体下部为锥体结构，由下端面朝向上端面方向其直径逐渐增大。根据本技术的另一方面，提供一种籽晶夹头机构，其中，所述籽晶夹头机构包括本技术提供的单晶炉籽晶夹头和重锤，所述单晶炉籽晶夹头设置于所述重锤的下端，所述单晶炉籽晶夹头的横截面积设置为大于所述重锤的横截面积，所述杂质收集槽设置为能够接收所述重锤的外周面掉落的杂质。根据本技术的一实施方式，其中所述重锤包括由钼材料制成的第一锤体，所述第一锤体用于与所述单晶炉籽晶夹头连接。根据本技术的一实施方式，其中所述重锤还包括第二锤体，所述第二锤体连接于所述第一锤体的远离所述单晶炉籽晶夹头的一端，所述第二锤体由不锈钢材料制成。根据本技术的一实施方式，其中所述第二锤体设置为其下部的横截面直径大于其上部的横截面直径，并且所述第二锤体的上部设置有供配置籽晶绳的吊装孔。根据本技术的一实施方式，其中所述第一锤体和所述第二锤体通过螺纹连接，所述第一锤体和所述第二锤体两者中的一者上设置有第二螺纹孔和与该第二螺纹孔连通的第二透气孔，所述第二透气孔设置为能够使得所述第二螺纹孔与外界连通。由上述技术方案可知，本技术的单晶炉籽晶夹头和具有其的籽晶夹头机构的优点和积极效果在于：本技术提供的单晶炉籽晶夹头由石墨材料制成，较现有技术中的由金属材料制成的籽晶夹头，其能够有效地防止籽晶夹头将杂质带入到熔融状态的多晶硅中，由于其上端部上设置有杂质收集槽能够很好地接收其他构件例如但不限于重锤外周面上的氧化物和杂质，以防止上述氧化物或杂质进入到熔融状态的多晶硅中影响单晶硅棒的生长，从而可以提高单晶硅的成晶率。附图说明通过结合附图考虑以下对本技术的优选实施例的详细说明，本技术的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本技术的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：图1是根据一示例性实施方式示出的一种籽晶夹头机构的剖面图。图2是图1所示的籽晶夹头机构中的一种单晶炉籽晶夹头的剖面图。图3是图1所示的籽晶夹头机构中的一种第一锤体的剖面图。图4是图1所示的籽晶夹头机构中的一种第二锤体的剖面图。图5是与图2所示的单晶炉籽晶夹头匹配的一种籽晶的结构示意图。图6是现有技术中的籽晶夹头机构的剖面图。其中，附图标记说明如下：1、重锤；10、第二锤体；11、轴向延伸部；12、侧槽；13、径向延伸部；14、第一螺纹连接部；20、第一锤体；21、第二螺纹孔；22、第二螺纹连接部；23、第二透气孔；3、单晶炉籽晶夹头；31、第一螺纹孔；32、籽晶定位孔；321、第一定位孔；322、锥形过渡孔；323、第二定位孔；33、杂质收集槽；34、第一透气孔；36、夹头本体；3'、籽晶夹头；4、籽晶。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本技术将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。在未做相反说明的情况下，本技术中定义的方位词“上、下”是参照附图中的方位进行描述的，若将附图旋转一定角度，该方位词“上、下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单晶炉籽晶夹头，其特征在于，所述单晶炉籽晶夹头包括：夹头本体，所述夹头本体由石墨材料制成；籽晶定位孔，所述籽晶定位孔设置于所述夹头本体以用于固定籽晶；杂质收集槽，所述杂质收集槽设置于所述夹头本体的上端部，且环绕所述籽晶定位孔设置，以能够接收上端面上方掉落的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种单晶炉籽晶夹头，其特征在于，所述单晶炉籽晶夹头包括：夹头本体，所述夹头本体由石墨材料制成；籽晶定位孔，所述籽晶定位孔设置于所述夹头本体以用于固定籽晶；杂质收集槽，所述杂质收集槽设置于所述夹头本体的上端部，且环绕所述籽晶定位孔设置，以能够接收上端面上方掉落的杂质。2.如权利要求1所述的单晶炉籽晶夹头，其特征在于，所述籽晶定位孔包括由上端朝向下端方向依次首尾连通的第一定位孔、直径逐渐变小的锥形过渡孔以及第二定位孔，所述第一定位孔和所述第二定位孔的横截面分别为圆形，所述第一定位孔的直径大于所述第二定位孔的直径。3.如权利要求2所述的单晶炉籽晶夹头，其特征在于，所述夹头本体上设置有用于与重锤连接的第一螺纹孔和与该第一螺纹孔连通的第一透气孔；所述第一透气孔与外界连通；所述第一螺纹孔与所述籽晶定位孔连通，并且所述第一螺纹孔的直径大于或者等于所述第一定位孔的直径，以能够使籽晶进入所述籽晶定位孔。4.如权利要求3所述的单晶炉籽晶夹头，其特征在于，所述籽晶定位孔的中心轴线、所述第一螺纹孔的中心轴线以及所述夹头本体的中心轴线重合。5.如权利要求1所述的单晶炉籽晶夹头，其特征在于，所述夹头本体下...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹凯，陈家俊，徐由兵，李英涛，田栋东，曾世铭，
申请(专利权)人：包头市山晟新能源有限责任公司，
类型：新型
国别省市：内蒙古,15