连续拉晶双层坩埚制造技术

本实用新型专利技术公开了一种便于硅料连续添加，能够有效避免硅料添加影响单晶拉伸品质的连续拉晶双层坩埚。该连续拉晶双层坩埚，包括外层坩埚和内层坩埚筒；所述内层坩埚筒位于外层坩埚内；所述内层坩埚筒的侧壁外侧与外层坩埚的内壁之间具有进料夹层；所述外层坩埚的下端具有环形锥面；所述内层坩埚筒的下端与环形锥面的内壁连接；所述内层坩埚筒的下端与环形锥面之间设置有通孔；所述内层坩埚筒的侧壁内设置有隔热层；所述外层坩埚内壁的中间位置以及内层坩埚筒的外壁上均设置有安装凸台；所述安装凸台上安装有漏板。采用该连续拉晶双层坩埚能够实现单晶硅的连续拉伸；能够有效的提高生产效率，保证产品质量。保证产品质量。保证产品质量。

【技术实现步骤摘要】
连续拉晶双层坩埚


[0001]本技术涉及单晶硅晶体生长拉伸，尤其是连续拉晶双层坩埚。

技术介绍

[0002]众所周知的：根据晶体生长方式不同，当前制备单晶硅技术主要分为悬浮区熔法和直拉法两种，直拉法相对来说成本更低，生长速率较快，更适合大尺寸单晶硅棒的拉制，目前我国90％以上的太阳能级单晶硅通过直拉法进行生产。
[0003]CZ是从熔体中生长晶体的一种常用方法，属于保守系统，它要求晶体一致共熔，其主要优点在于它是一种直观的技术，可以在短时间内生长出大而无位错的单晶。
[0004]优点：
[0005]1.便于精密控制生长条件，可以较快速度获得优质大单晶；
[0006]2.可以使用定向籽晶，选择不同取向的籽晶可以得到不同取向的单晶体；
[0007]3.可以方便地采用“回熔”和“缩颈”工艺，以降低晶体中的位错密度，提高晶体的完整性；
[0008]4.可以在晶体生长过程中直接观察生长情况，为控制晶体外形提供了有利条件；
[0009]缺点：
[0010]1.一般要用坩埚作容器，导致熔体有不同程度的污染；保温材料和发热体材料杂质也属于这类污染；
[0011]2.当熔体中含有易挥发物时，则存在控制组分的困难；
[0012]3.不适合生长冷却过程中存在固态相变的材料；
[0013]4.分凝系数导致溶质分布不均匀或组分不均匀；
[0014]5.随着生长过程的进行，坩埚中熔体液面会不断下降，坩埚内壁逐渐地裸露出来。由于埚壁的温度很高，因而对晶体、熔体中的温场影响很大，甚至发生界面翻转。
[0015]无论是分批拉制法还是RCZ法，坩埚内硅熔液都会随着单晶硅棒的拉制而变少，引起液面下降，造成拉制环境中热动力环境的不稳定，易引起拉制单根硅晶棒性质的不均一。当一根拉制完的晶体在闸门中冷却时，下次拉制的硅原料通过加料管被添加到坩埚中剩余的硅熔液中。因此硅料的添加在晶体冷却时完成。然而进行下一次拉制前必须要等待单硅晶棒在闸门室中冷却完毕并移除，造成了RCZ法工业生产的低效率。
[0016]现有的单晶炉的坩埚一般为单层坩埚，从而不便于单晶连续拉伸的加料，添加的颗粒硅料直接进入到坩埚，从而会影响坩埚内硅液的品质，从而影响单晶的拉伸质量。

技术实现思路

[0017]本技术所要解决的技术问题是提供一种便于硅料连续添加，能够有效避免硅料添加影响单晶拉伸品质的连续拉晶双层坩埚。
[0018]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：连续拉晶双层坩埚，包括外层坩埚和内层坩埚筒；
[0019]所述内层坩埚筒位于外层坩埚内；所述内层坩埚筒的侧壁外侧与外层坩埚的内壁之间具有进料夹层；
[0020]所述外层坩埚的下端具有环形锥面；所述内层坩埚筒的下端与环形锥面的内壁连接；所述内层坩埚筒的下端与环形锥面之间设置有通孔；
[0021]所述内层坩埚筒的侧壁内设置有隔热层；所述外层坩埚内壁的中间位置以及内层坩埚筒的外壁上均设置有安装凸台；所述安装凸台上安装有漏板。
[0022]优选的，所述漏板采用石墨制造。
[0023]进一步的，所述外层坩埚上端的开口为喇叭口。
[0024]进一步的，所述外层坩埚的底部为平底。
[0025]优选的，所述外层坩埚和内层坩埚筒的材料均为碳化硅、氮化硅或者氧化锆。
[0026]本技术的有益效果是：本技术所述的连续拉晶双层坩埚，由于设置有双层坩埚，在进行连续加料时，将颗粒硅料添加到外层坩埚，在内侧坩埚内实现单晶硅的拉伸从而能够实现单晶硅的连续拉伸；能够有效的提高生产效率，保证产品质量。
附图说明
[0027]图1为本技术实施例中连续拉晶双层坩埚的结构示意图；
[0028]图中标示：1
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外层坩埚，2
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内层坩埚筒，3
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侧壁，4
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隔热层，5
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进料夹层，6
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通孔，11
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开口，12
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锅底，13
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环形锥面，14
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安装凸台，15
‑
漏板。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。
[0030]如图1所示，本技术所述的连续拉晶双层坩埚，包括外层坩埚1和内层坩埚筒2；
[0031]所述内层坩埚筒2位于外层坩埚1内；所述内层坩埚筒2的侧壁3外侧与外层坩埚1的内壁之间具有进料夹层5；
[0032]所述外层坩埚1的下端具有环形锥面13；所述内层坩埚筒2的下端与环形锥面13的内壁连接；所述内层坩埚筒2的下端与环形锥面13之间设置有通孔6；
[0033]所述内层坩埚筒2的侧壁3内设置有隔热层4；所述外层坩埚1内壁的中间位置以及内层坩埚筒2的外壁上均设置有安装凸台14；所述安装凸台14上安装有漏板15。
[0034]在应用的过程中，初始硅料放置到内层坩埚筒2进行加热，然后进行单晶拉伸。在进行单晶硅拉伸的过程中，通过加料装置向外层坩埚1与内层坩埚筒2之间的进料夹层5内添加颗粒硅料，然后颗粒硅料在进料夹层5内融化，通过内层坩埚筒2下端的通孔6流入到内层坩埚筒2内，补充内层坩埚筒2内由于单晶硅拉伸减少的硅液。
[0035]由于所述外层坩埚1内壁的中间位置以及内层坩埚筒2的外壁上均设置有安装凸台14；所述安装凸台14上安装有漏板15；从而能够保证添加在进料夹层5内的颗粒硅料完全融化后通过通孔6进入到内层坩埚筒2内。并且由于所述外层坩埚1的下端具有环形锥面13；因此能够避免在单晶硅拉伸完成后有残留的硅料停留在进料夹层5内。
[0036]综上所述，本技术所述的连续拉晶双层坩埚，由于设置有双层坩埚，在进行连续加料时，将颗粒硅料添加到外层坩埚，在内侧坩埚内实现单晶硅的拉伸从而能够实现单
晶硅的连续拉伸；能够有效的提高生产效率，保证产品质量。
[0037]为了保证较高的耐高温和导热性，优选的，所述漏板15采用石墨制造。为了便于添加颗粒硅料，进一步的，所述外层坩埚1上端的开口为喇叭口。为了便于实现加热，进一步的，所述外层坩埚1的底部为平底。具体的，所述外层坩埚1和内层坩埚筒2的材料均为碳化硅、氮化硅或者氧化锆。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.连续拉晶双层坩埚，其特征在于：包括外层坩埚(1)和内层坩埚筒(2)；所述内层坩埚筒(2)位于外层坩埚(1)内；所述内层坩埚筒(2)的侧壁(3)外侧与外层坩埚(1)的内壁之间具有进料夹层(5)；所述外层坩埚(1)的下端具有环形锥面(13)；所述内层坩埚筒(2)的下端与环形锥面(13)的内壁连接；所述内层坩埚筒(2)的下端与环形锥面(13)之间设置有通孔(6)；所述内层坩埚筒(2)的侧壁(3)内设置有隔热层(4)；所述外层坩埚(1)内壁的中间位置以及内层坩埚筒(2)的外壁上均设...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈五奎，陈昊，陈嘉豪，陈辉，
申请(专利权)人：乐山新天源太阳能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：