一种用于拉晶炉的热场控制系统及拉晶炉技术方案

本发明专利技术公开了一种用于拉晶炉的热场控制系统及拉晶炉，包括：炉体，硅熔体，炉体内下部设置有坩埚，坩埚内设置有熔融态的硅熔体；导流筒，坩埚上方沿炉体轴线设置有导流筒；隔热筒，硅熔体与从硅熔体拉制出的单晶硅棒之间设置有隔热筒，隔热筒与导流筒构成热屏蔽体；保温筒，炉体内设置有沿炉体轴线延伸的保温筒。本发明专利技术的目的在于提供一种结构简单、调节方便的用于拉晶炉的热场控制系统及拉晶炉。的用于拉晶炉的热场控制系统及拉晶炉。的用于拉晶炉的热场控制系统及拉晶炉。

【技术实现步骤摘要】
一种用于拉晶炉的热场控制系统及拉晶炉


[0001]本专利技术涉及拉晶炉
，特别涉及一种用于拉晶炉的热场控制系统及拉晶炉。

技术介绍

[0002]拉晶炉是一种采用丘克劳斯基法(Czochralski法，简称CZ法)制备硅晶体的设备。拉晶炉拉制单晶硅棒时，多晶硅块等原料放入石墨坩埚内，在保护性气氛中加热融化，调控到工艺温度后，籽晶经导流筒插入熔融的硅熔液中，与坩埚作逆向旋转并向上提升，使硅熔液按籽晶的硅原子排列顺序结晶凝固成单晶硅棒。在半导体硅片的制造过程中，单晶硅棒的质量决定硅片的质量，而在拉晶过程中对热场温度的精确控制对提高硅片质量非常重要。
[0003]例如，专利CN114277434A(申请号：202111632073.9)公开了一种用于单晶生长的热场调节装置和方法，导流筒的底部与熔融硅的液面的距离始终保持一致，通过独立移动的加热器配合隔热筒移动实现多样化的热场控制，使得提高提拉速度和降低氧浓度变得容易，使得晶棒冷却更快，生长更快。
[0004]但是，专利CN114277434A所公开的用于单晶生长的热场调节装置和方法，通过驱动隔热筒带动导流筒沿竖直方向做升降运动使导流筒与熔融硅的液面的距离保持一致，随着熔融硅的消耗，单晶硅棒拉出后与导流筒顶端距离越来越大，单晶硅棒周围热场温度变化幅度大，造成单晶硅棒周围热场控制精准度低，热场控制不方便。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决现有技术中单晶硅棒周围热场控制精准度低，热场控制不方便的问题。
[0006]为此，采用的技术方案是，本专利技术提供一种用于拉晶炉的热场控制系统及拉晶炉，包括：炉体，硅熔体，炉体内下部设置有坩埚，坩埚内设置有熔融态的硅熔体；
[0007]导流筒，坩埚上方沿炉体轴线设置有导流筒；
[0008]隔热筒，硅熔体与从硅熔体拉制出的单晶硅棒之间设置有隔热筒，隔热筒与导流筒构成热屏蔽体；
[0009]保温筒，炉体内设置有沿炉体轴线延伸的保温筒。
[0010]优选的，导流筒上方设置有隔热筒驱动器，隔热筒驱动器驱动隔热筒移动改变热屏蔽体的底部与硅熔体液面的间距。
[0011]优选的，保温筒与坩埚之间设置有加热组件。
[0012]优选的，炉体底端设置有竖直方向的坩埚轴，坩埚轴顶端设置有托板，坩埚放置在托板顶端。
[0013]优选的，导流筒侧壁的截面为梯形，隔热筒的尺寸小于导流筒的尺寸。
[0014]优选的，导流筒顶端与保温筒顶端之间通过保温盖板可拆卸连接。
[0015]优选的，导流筒底端设置有液面传感器，导流筒内壁上设置有温度传感器与气体流量传感器，隔热筒上设置有位置传感器，炉体上设置有控制器，控制器分别与隔热筒驱动器、液面传感器、温度传感器、气体流量传感器与位置传感器电性连接。
[0016]优选的，导流筒内设置有隔热层。
[0017]优选的，隔热筒与导流筒之间的间距范围为20～25mm。
[0018]本专利技术提供一种拉晶炉，拉晶炉包括上述任一项所述的热场控制系统。
[0019]本专利技术技术方案具有以下优点：
[0020]本专利技术通过导流筒与隔热筒构成设置于硅熔体与单晶硅棒之间热屏蔽体，通过隔热筒驱动器调节隔热筒的位置，实现调节热屏蔽体与硅熔体液面的间距，隔热筒可随单晶硅棒的拉制而移动，实时调节单晶硅棒周围的热量，实现对拉晶炉热场的调节，热场控制调节精度高，控制效果好；通过保温筒降低坩埚与硅熔体的热量逸散，提高能量利用率，防止单晶硅棒在热屏蔽体内移动时温度变化幅度过大，满足单晶硅棒的轴向温度梯度要求；由于仅需通过隔热筒驱动器调节隔热筒的位置便实现热场控制，操作简单，调节方便。
[0021]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0022]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0023]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0024]图1为本专利技术结构示意图；
[0025]图2为本专利技术现有技术实物图；
[0026]图3为本专利技术冷却装置结构示意图；
[0027]图4为本专利技术散热管布置图；
[0028]图5为本专利技术加料装置结构示意图；
[0029]图6为本专利技术加料装置A处放大图；
[0030]其中，1
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炉体，2
‑
硅熔体，3
‑
坩埚，4
‑
导流筒，5
‑
隔热筒，6
‑
单晶硅棒，7
‑
保温筒，8
‑
隔热筒驱动器，9
‑
加热组件，10
‑
坩埚轴，11
‑
托板，12
‑
保温盖板，13
‑
液面传感器，14
‑
温度传感器，15
‑
气体流量传感器，16
‑
位置传感器，17
‑
控制器，18
‑
隔热层，19
‑
冷却管，20
‑
冷却箱，21
‑
散热板，22
‑
散热管，23
‑
存储罐，24
‑
驱动泵，25
‑
散热口，26
‑
过滤网，27
‑
滑槽体，28
‑
双输出轴电机，29
‑
转动板，30
‑
扇叶，31
‑
滑块，32
‑
椭圆板，33
‑
滑槽，34
‑
凸块，35
‑
风板，36
‑
扫刷，37
‑
限位块，38
‑
第一移动杆，39
‑
滚轮，40
‑
缸体，41
‑
活塞，42
‑
活塞杆，43
‑
储液箱，44
‑
进液管，45
‑
进液单向阀，46
‑
出液管，47
‑
出液单向阀，48
‑
传动箱，49
‑
液压缸，50
‑
储料箱，51
‑
移动箱，52
‑
拉晶炉副室，53
‑
开口，54
‑
出料口，55
‑
密封环，56
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固定块，57
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Z型滑块，58
‑
安装杆，59
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于拉晶炉的热场控制系统，包括：炉体(1)，其特征在于，硅熔体(2)，炉体(1)内下部设置有坩埚(3)，坩埚(3)内设置有熔融态的硅熔体(2)；导流筒(4)，坩埚(3)上方沿炉体(1)轴线设置有导流筒(4)；隔热筒(5)，硅熔体(3)与从硅熔体(3)拉制出的单晶硅棒(6)之间设置有隔热筒(5)，隔热筒(5)与导流筒(4)构成热屏蔽体；保温筒(7)，炉体(1)内设置有沿炉体(1)轴线延伸的保温筒(7)。2.如权利要求1所述的一种用于拉晶炉的热场控制系统，其特征在于，导流筒(4)上方设置有隔热筒驱动器(8)，隔热筒驱动器(8)驱动隔热筒(5)移动改变热屏蔽体的底部与硅熔体(2)液面的间距。3.如权利要求1所述的一种用于拉晶炉的热场控制系统，其特征在于，保温筒(7)与坩埚(3)之间设置有加热组件(9)。4.如权利要求1所述的一种用于拉晶炉的热场控制系统，其特征在于，炉体(1)底端设置有竖直方向的坩埚轴(10)，坩埚轴(10)顶端设置有托板(11)，坩埚(3)放置在托板(11)顶端。5.如权利要求1所述的一种用于拉晶炉的热场控制系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭鑫，陈立民，赵亮，门长友，
申请(专利权)人：曲靖阳光新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：