[发明专利]热屏和具有其的铸锭炉

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种用于单晶或多晶材料铸锭炉中的热屏和采用该热屏的铸锭炉。

背景技术

在太阳能电池用多晶硅片的生产过程中，采用多晶硅铸锭炉使得硅熔体定向凝固，从而生成硅锭。

但是，现有技术的缺点是，盖住所述铸锭炉的开口端的碳-碳复合材料的表面光洁度差，因此造成石英坩埚中硅熔体表面辐射到热屏的热量不能有效反射(热反射率低)，从而造成大量的热量浪费。由于铸锭过程耗电量很大，一个450Kg的铸锭生产大约需要数千度电，因此即便是节电5％也会产生巨大的效益。同样在单晶硅、锗或者其他化合物半导体生长过程中也会遇到这种问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是解决目前单晶硅、多晶硅等半导体生长过程中由于碳-碳复合材料热反射率低造成的热量浪费的问题。

为解决以上问题，本发明一方面提出了一种热屏，包括：碳-碳复合材料基体；和至少一个热反射材料板，所述热反射材料板位于所述碳-碳复合材料基体之下，且与所述碳-碳复合材料基体相互连接，所述热反射材料板的材料选择成、对入射到所述热反射材料板上的热量的反射量大于将所述热量入射到碳-碳复合材料基体时的反射量。

根据本发明的一个实施例，所述碳-碳复合材料基体和所述热反射材料板的中心位置均设有气体导入孔。

根据本发明的一个实施例，所述热屏形成有多个用于与坩埚相互定位的定位部，所述定位部可以形成为定位槽。

根据本发明的一个实施例，所述热反射材料板由石墨、钼或者钨形成。

通过本发明实施例在热屏中增加的具有热热导率和热反射率的至少一个热反射材料板，从而可以将辐射到热屏的热量再有效地反射回到硅熔体，在一定程度上解决热量浪费的问题，降低热功耗。另外，本发明实施例的热屏以碳-碳复合材料为基体，可以保证整个结构具有高强度，热反射材料层表面的光洁度高，可以有效提高该表面的热反射率，并且还可耐高温。

根据本发明的一个实施例，所述热反射材料板通过气相淀积(例如物理气相沉积或者化学气相沉积等)形成在所述碳-碳复合材料基体上。

根据本发明的一方面，所述热反射材料板的下表面的表面粗糙度小于25微米，优选为小于12.5微米。

根据本发明的一方面，所述热反射材料板为多个，所述热反射材料板通过螺纹紧固件连接至所述碳-碳复合材料基体，所述螺纹紧固件由石墨、钼、钨或者碳-碳复合材料制成。

根据本发明的一个实施例，所述热屏进一步具有：设置在所述碳-碳复合材料基体的上表面上的气体导流管，所述气体导流管与所述热屏的气体导入孔相连通。

根据本发明的一个实施例，所述气体导流管由石墨、钼、钨或者碳-碳复合材料形成。

进一步地，本发明提出了一种铸锭炉，包括：上炉体；下炉体，所述下炉体与所述上炉体相配合且纵向可移动；设置在所述下炉体内的支撑装置，所述支撑装置上设置有坩埚；至少一个加热器，所述加热器用于在所述下炉体和所述上炉体闭合时对所述坩埚进行加热；隔热笼，所述隔热笼设置在所述上炉体内，并罩住所述至少一个加热器，且可沿着竖直方向可移动；和设置在所述坩埚的开口端的热屏，所述热屏的中心设有气体导入孔，所述热屏包括：碳-碳复合材料基体；和至少一个热反射材料板，所述热反射材料板位于所述碳-碳复合材料基体之下，且与所述碳-碳复合材料基体相互连接，所述热反射材料板的材料选择成、对入射到所述热反射材料板上的热量的反射量大于将所述热量入射到碳-碳复合材料基体时的反射量。

根据本发明的一个实施例，所述热反射材料板由石墨、钼或者钨形成。

根据本发明的一个实施例，所述热反射材料板通过气相淀积(例如物理气相沉积或者化学气相沉积)形成在所述碳-碳复合材料基体上。

根据本发明的一个实施例，所述热反射材料板为一个或多个，所述热反射材料板通过螺纹紧固件连接至所述碳-碳复合材料基体，所述螺纹紧固件由石墨、钼、钨或者碳-碳复合材料制成。

根据本发明的一个实施例，所述热屏的上表面上设置有气体导流管，所述气体导流管与所述热屏的气体导入孔相连通。

根据本发明的一个实施例，所述气体导流管由石墨、钼、钨或者碳-碳复合材料形成。

根据本发明的一个实施例，所述热反射材料板的下表面的表面粗糙度小于25微米，优选为小于12.5微米。

根据本发明的一个实施例，所述加热器包括侧加热器和顶部加热器，所述侧加热器和顶部加热器在所述下炉体和所述上炉体闭合时罩住所述坩埚以对所述坩埚的至少一部分进行加热。