直拉硅单晶炉制造技术

本发明专利技术涉及单晶硅生产技术领域，提供直拉硅单晶炉，包括：炉体；坩埚，位于所述炉体内部；籽晶杆，位于炉体内部，籽晶杆沿着自身轴向相对坩埚可升降，且在转动状态籽晶杆以设定转速差相对坩埚沿着同一方向转动。本发明专利技术的拉硅单晶炉，由于坩埚与籽晶杆朝着同一方向转动，进而可以在坩埚和籽晶杆均具有高转速的情况下，将坩埚与籽晶杆的转速差控制在合理的范围内，保证拉晶更高效和更高质量的完成。其中，转速差可以视具体情况而定，一般转速差过大或者过小都不利于拉晶的质量和效率。其中，坩埚具有高转速的情况下，熔融硅内部可以产生较大的离心力，进而把杂质、气泡、不均匀硅原子聚合物等从熔融硅中分离。

【技术实现步骤摘要】
直拉硅单晶炉
本专利技术涉及单晶硅生产
，尤其涉及直拉硅单晶炉。
技术介绍
单晶硅具有越来越广泛的应用，例如半导体器件的制造和太阳能电池的制造均需要用到单晶硅。以太阳能电池为例，单晶硅片的质量决定太阳能电池的质量，因此，提高单晶硅片的质量至关重要。单晶硅片由单晶硅锭去皮后切割而成，在生长单晶硅锭的过程中，主要的原生缺陷，根据不同的检测方法可将其命名为：晶体原生缺陷(CrystalOriginatedParticle，简称COP)、流动图案缺陷(FlowPatternDefect，简称FPD)、或者激光散射层析缺陷(Laserscatteringtopographydefect，简称LSTD)。晶体原生缺陷形成主要是由空位和自间隙硅原子的过饱和度引起的，可以通过减少熔融硅中的杂质以及保持熔融硅内部温度的均匀性来减少晶体原生缺陷。此外空洞型缺陷的形成通常经过两个过程，首先是少量空位的聚集形核，然后形成核心吸收大量的空位从而形成空洞型缺陷。其中空洞型缺陷快速形核的温度区间Tn大致为1040℃～1120℃之间，这个过程主要决定缺陷尺寸大小。当单晶硅锭温度小于Tn后，空洞型缺陷开始生长，这个过程中温度的降低，主要是增加缺陷的密度，而缺陷的尺寸不会有太大的变化。因此，为了让生产的单晶硅锭中缺陷的尺寸变小，密度变大，需要让单晶硅锭尽可能快速的通过缺陷形核的温度区间，到达缺陷生长的温度区间。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。本专利技术的其中一个目的是：提供一种直拉硅单晶炉，解决现有技术中存在的晶体内部具有原生缺陷的问题。本专利技术的另外一个目的是：提供一种直拉硅单晶炉，解决现有技术中存在的晶体内部具有空洞型缺陷的问题。为了实现该目的，本专利技术提供了一种直拉硅单晶炉，包括炉体；坩埚，位于所述炉体内部；籽晶杆，位于所述炉体内部，所述籽晶杆沿着自身轴向相对所述坩埚可升降，且在转动状态所述籽晶杆以设定转速差相对所述坩埚沿着同一方向转动。根据本专利技术的其中一个实施例，还包括：罩体，在所述坩埚开口一侧，所述籽晶杆位于所述罩体内；提拉杆，第一端连接所述籽晶杆远离所述坩埚的一端。根据本专利技术的其中一个实施例，还包括：进气管，用于沿着所述提拉杆的轴向朝所述籽晶杆所在方向通入惰性气体。根据本专利技术的其中一个实施例，还包括：分流挡板，设置于所述进气管和所述籽晶杆之间。根据本专利技术的其中一个实施例，还包括：真空装置，用于在所述进气管的出气口位置形成负压。根据本专利技术的其中一个实施例，所述罩体呈管状，所述进气管连通所述罩体的其中一端，所述真空装置连通所述罩体的另一端。根据本专利技术的其中一个实施例，还包括升降机构和第一旋转驱动单元；所述第一旋转驱动单元连接所述提拉杆；所述升降机构包括：齿轮，与所述第一旋转驱动单元固定；螺杆，所述螺杆的数量为多根，且均啮合于所述齿轮；所述螺杆当中的至少其中一根连接第二旋转驱动单元。根据本专利技术的其中一个实施例，所述螺杆的数量为三根，且所有所述螺杆均匀分布于所述齿轮的外圈。根据本专利技术的其中一个实施例，所述坩埚内设置有多块肋板，且所述肋板沿着所述坩埚的转动圆周均匀分布。根据本专利技术的其中一个实施例，所述肋板呈三角形，且所述肋板的第一边固定于所述坩埚的内侧壁，所述肋板的第二边固定于所述坩埚的底板。本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术的拉硅单晶炉，较之于坩埚与籽晶杆以反向速度转动的情形(也即籽晶杆和坩埚当中，一个正向转动，一个反向转动)，或者较之于仅仅籽晶杆转动的情形，由于坩埚与籽晶杆朝着同一方向转动，进而可以在坩埚和籽晶杆均具有高转速的情况下，将坩埚与籽晶杆的转速差控制在合理的范围内，保证拉晶更高效和更高质量的完成。其中，转速差可以视具体情况而定，一般转速差过大或者过小都不利于拉晶的质量和效率。其中，坩埚具有高转速的情况下，熔融硅内部可以产生较大的离心力，进而把杂质、气泡、不均匀硅原子聚合物等从熔融硅中分离。进一步的，直拉硅单晶炉还包括进气管，用于沿着提拉杆的轴向朝籽晶杆所在方向通入气体。进而通过气体冷却籽晶和晶体(或者也可以只通过晶体表面)表面，使晶体冷却时快速的通过缺陷形核的温度区间，到达缺陷生长的温度区间，减少空洞型缺陷在晶体内部的产生。除了上面所描述的本专利技术解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本专利技术的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的直拉硅单晶炉的局部结构示意图；图2为本专利技术实施例的直拉硅单晶炉的提拉杆的安装示意图；图3为本专利技术实施例中齿轮和螺杆的装配关系示意图；图4为本专利技术实施例中肋片在坩埚中的分布示意图；图5为本专利技术实施例中肋片的结构示意图；图中：1：旋转升降系统；2：分流挡板；3：籽晶和晶体；4：进气管；5：罩体；6：坩埚；7：肋板；8：基座；9：第二步进电机；10：第一步进电机；11：螺杆；12：齿轮；13：提拉杆；14、籽晶杆。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本专利技术的至少一个实施例或示例中。在本说明中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任意一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。请参见图1至图5，本专利技术实施例的直拉硅单晶炉包括炉体、坩埚6和籽晶杆1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直拉硅单晶炉，其特征在于，包括/n炉体；/n坩埚，位于所述炉体内部；/n籽晶杆，位于所述炉体内部，所述籽晶杆沿着自身轴向相对所述坩埚可升降，且在转动状态所述籽晶杆以设定转速差相对所述坩埚沿着同一方向转动。/n

【技术特征摘要】
1.一种直拉硅单晶炉，其特征在于，包括
炉体；
坩埚，位于所述炉体内部；
籽晶杆，位于所述炉体内部，所述籽晶杆沿着自身轴向相对所述坩埚可升降，且在转动状态所述籽晶杆以设定转速差相对所述坩埚沿着同一方向转动。


2.根据权利要求1所述的直拉硅单晶炉，其特征在于，还包括：
罩体，在所述坩埚开口一侧，所述籽晶杆位于所述罩体内；
提拉杆，第一端连接所述籽晶杆远离所述坩埚的一端。


3.根据权利要求2所述的直拉硅单晶炉，其特征在于，还包括：
进气管，用于沿着所述提拉杆的轴向朝所述籽晶杆所在方向通入惰性气体。


4.根据权利要求3所述的直拉硅单晶炉，其特征在于，还包括：
分流挡板，设置于所述进气管和所述籽晶杆之间。


5.根据权利要求3所述的直拉硅单晶炉，其特征在于，还包括：
真空装置，用于在所述进气管的出气口位置形成负压。


6.根据权利要求5所述的直拉硅单...

【专利技术属性】
技术研发人员：胥俊东，
申请(专利权)人：北京北方华创真空技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11