提高汉虹95型单晶炉投炉量的方法及汉虹95型单晶炉技术

本发明专利技术提供一种提高汉虹95型单晶炉投炉量的方法及汉虹95型单晶炉，方法包括：将石墨坩埚的直壁高度增加至428mm，将石英坩埚的直壁高度增加至430mm，将石墨坩埚下限位下调30mm，将导流筒加长至412.5mm；将单晶棒开始拉制的速度设为0.68mm/h，每拉制300

【技术实现步骤摘要】
提高汉虹95型单晶炉投炉量的方法及汉虹95型单晶炉


[0001]本专利技术涉及单晶生产
，具体涉及一种提高汉虹95型单晶炉投炉量的方法及汉虹95型单晶炉。

技术介绍

[0002]目前单晶炉主要用于生产半导体级、太阳能级单晶硅棒，单晶炉包括机械设备、电气控制系统两部分组成。如图1所示，单晶炉内部的机械结构主要包括：内置石英坩埚的石墨坩埚，环绕在石墨坩埚周围的石墨加热器，悬置于炉体上盖盘上的导流筒，导流筒与石墨坩埚在单晶炉中属于同轴布置。
[0003]在石英坩埚中投放制备单晶硅棒的多晶硅料，然后把石墨坩埚下降至下限位进行熔硅，由电气控制系统通过对石墨坩埚体加热至1423℃以上使固态多晶硅熔化，籽晶经导流筒插入熔融多晶硅液中，与坩埚作逆向旋转并向上提升，使多晶硅液按籽晶的硅原子排列顺序结晶凝固成单晶硅棒。
[0004]现有投炉重量主要取决于单晶炉内石墨热场大小配合对应尺，寸的石英坩埚，不同尺寸石墨热场匹配不同尺寸的石英坩埚，如果石墨热场尺寸确定，石英坩埚尺寸为匹配尺寸，这样情况下，如果需要提升投炉重量必须对石墨热场进行更换，因此需投入较大成本。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种能够在现有石墨热场尺寸下，提高汉虹95型单晶炉投炉量的方法，还相应提供一种用于该方法的汉虹95型单晶炉。
[0006]解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是：
[0007]本专利技术提供一种提高汉虹95型单晶炉投炉量的方法，包括：r/>[0008]将石墨坩埚的直壁高度增加至428mm，将石英坩埚的直壁高度增加至430mm，
[0009]将石墨坩埚下限位下调30mm，
[0010]将导流筒加长至412.5mm，
[0011]将单晶棒开始拉制的速度设为0.68mm/h，每拉制300
‑
500mm，拉制速度下调4.5％
‑
7.4％。
[0012]可选地，还包括：所述导流筒处于初始状态时，将其下部进入石墨加热器内的长度定为55
‑
65mm。
[0013]可选地，将导流筒与石英坩埚之间的间隙定为3
‑
5mm。
[0014]可选地，还包括：
[0015]在石墨坩埚的上部套设石墨坩埚套。
[0016]本专利技术还提供一种用于上述方法的汉虹95型单晶炉，包括：炉体、石英坩埚、石墨坩埚、石墨加热器和导流筒，
[0017]所述石英坩埚、石墨坩埚、石墨加热器和导流筒均置于炉体内，所述石墨加热器环绕在石墨坩埚周围，所述导流筒悬置于炉体顶部且位于石墨坩埚的上方，所述石墨坩埚能够沿炉体的轴向方向在一定距离内上下移动，所述石英坩埚置于石墨坩埚内，且石英坩埚的上沿伸出石墨坩埚外2
‑
3mm，
[0018]所述石墨坩埚的直壁高度为428mm，所述石英坩埚的直壁高度为430mm，
[0019]所述石墨坩埚的行程为350mm，
[0020]所述导流筒的长度为412.5mm。
[0021]可选地，所述导流筒处于初始状态时，其下部进入石墨加热器内的长度为55
‑
65mm。
[0022]可选地，所述导流筒与石英坩埚之间的间隙为3
‑
5mm。
[0023]可选地，所述石墨坩埚的上部套设石墨坩埚套。
[0024]本专利技术中，通过增加汉虹95型单晶炉石墨热场中石墨坩埚的直壁高度20mm，同时将石墨坩埚内安装的石英坩埚高度同样增加20mm，再将石墨坩埚下限位向下调整30mm，实践表明，直拉单晶过程中，石墨坩埚和石英坩埚整体区域处于石墨加热器温度区域，满足晶棒拉制需求；同时，在拉晶过程中，随着石英坩埚内液面的不断下降，导流筒进入石英坩埚内距离不断增加，在晶棒拉制末期其会与增长的石英坩埚接触，导致晶棒拉制出现抖动异常，进而导致晶棒长度拉制不足，为保障晶棒拉制稳定性，将导流筒的长度进行加长，满足导流筒与坩埚内容液面距离达到20mm
‑
35mm，同时满足导流筒下沿进入加热器距离为55
‑
65mm之间。此外，确保石英坩埚与导流筒保持3
‑
5mm的间距，以保障氩气顺利通畅。
[0025]而随着投炉量的增加，炉内热场也随之发生变化，增长后的石英坩埚会打破原有坩埚所处的热场位置，导致坩埚偏离加热器高温区，拉晶过程中会出现晶棒变形、过冷、拉速波动大问题，随着拉晶的进行，坩埚中溶液逐渐减少，硅溶液的热损失逐渐变大，坩埚轴托着坩埚向上移动，其与加热器的距离不断增大，导致加热效率降低，若采用通常的增大加热器功率的方式弥补热损失，则会因为加热功率的调整引起温度场的波动，导致溶液附近温度场的不稳定，局部会形成热冲击，这对于晶棒的平稳可控生长极为不利。本专利技术中，通过对热场控制参数进行调整，即将单晶棒开始拉制的速度设置为0.68mm/h，后续每拉制300
‑
500mm将拉制速度下降4.5％
‑
7.4％，从而能够实现硅溶液的热损失的温度补偿。由此，仅限于本专利技术投炉量增加了14％，在相同炉型和晶棒长度情况下，投料量提升所拉制的单晶棒直径可增加7.5
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8.7％。从而本专利技术实现了在现有石墨热场尺寸下，增加单晶棒生产投炉量的同时满足单晶棒生产热场要求。与通过同时改变石英坩埚和石墨加热器尺寸以实现单晶棒生产投炉量增加的方式相比，本专利技术的投入成本大大降低。
附图说明
[0026]图1为单晶炉热场的结构示意图；
[0027]图2为本专利技术改进后的石英坩埚的结构示意图；
[0028]图3为本专利技术改进后的石墨坩埚的结构示意图。
[0029]图中：1－导流筒；2－石英坩埚；3－石墨坩埚；4－托盘；5－石墨加热器；6－加热器电极；7－坩埚轴；8－炉体。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术中的附图，对专利技术中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的范围。
[0031]在本专利技术的描述中，需要说明的是，属于“上”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0032]在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
[0033]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“连接”、“设置”、“安装”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高汉虹95型单晶炉投炉量的方法，其特征在于，包括：将石墨坩埚的直壁高度增加至428mm，将石英坩埚的直壁高度增加至430mm，将石墨坩埚下限位下调30mm，将导流筒加长至412.5mm，将单晶棒开始拉制的速度设为0.68mm/h，每拉制300
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500mm，拉制速度下调4.5％
‑
7.4％。2.根据权利要求1所述的提高汉虹95型单晶炉投炉量的方法，其特征在于，还包括：所述导流筒处于初始状态时，将其下部进入石墨加热器内的长度定为55
‑
65mm。3.根据权利要求1所述的提高汉虹95型单晶炉投炉量的方法，其特征在于，将导流筒与石英坩埚之间的间隙定为3
‑
5mm。4.根据权利要求1所述的提高汉虹95型单晶炉投炉量的方法，其特征在于，还包括：在石墨坩埚的上部套设石墨坩埚套。5.一种用于权利要求1
‑
4任一项的所述方法的汉虹95型单晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：李立峰，曹森，骆新龙，陈小龙，巴剑锋，石志强，
申请(专利权)人：新疆新特晶体硅高科技有限公司，
类型：发明
国别省市：