[实用新型]上排气热场单晶炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能级单晶硅制备技术领域，尤其涉及一种上排气热场单晶炉。

背景技术

单晶炉是拉制单晶硅棒的专用设备，单晶硅生长需要单晶炉内具有良好的热场分布条件。

现有技术的单晶炉的热场分布如图1所示，图1中的箭头指向表示现有技术的单晶炉内的下排气通道，单晶炉内的气体由导流筒3经石英坩埚4内的液面40后，向下经过石墨加热器1，或经过石墨加热器1与中保温筒6之间的间隙，流向下保温筒7与石墨加热器1之间的间隙，经过下保温筒7底部的孔70，再经单晶炉主炉室8底部的抽空口80排出。

现有技术的单晶炉，在单晶硅生长过程中，由于单晶炉内石英坩埚4和硅熔体的热化学反应，生成大量的SiO。SiO蒸汽被氩气流裹挟从上而下流经整个石墨热场，石墨加热器1上部最先接近坩埚里蒸发出的SiO，所以淀积的SiO最多，由于SiO蒸汽会与红热状态的石墨发生热化学反应即SiO+C＝(高温)Si+CO、Si+C＝(高温)SiC，部分C变成CO蒸发了，使石墨加热器1上部变薄，增加电阻率；部分C变成SiC，而且它的电阻率比石墨大，也会导致石墨加热器1上部的石墨消耗变薄，电阻增大。所以随着石墨加热器1使用次数的增多，石墨加热器1上部会越薄，高温区会上移，致使晶体生长的纵向温度梯度变小，使单晶生长过程中大量的结晶潜热不能很快的散发出去，生长界面变得凹，热应力大于弹性应力而产生晶粒滑移导致最终断棱，影响成品率以及石墨加热器1的使用寿命。

另外，拉晶过程中产生的SiO经过石墨件时沉积在石墨件上，消耗石墨件或渗透进石墨件，在石墨里面经过上述一系列的反应生成SiC，由于与碳的膨胀系数、硬度等物理性能都不一样，从而影响石墨件的其他部分也是会损耗和变质，发脆，使用寿命缩短，拉晶过程中存在隐患；另大量的氧化物被真空泵抽走，可能会导致过滤网堵塞或者污染真空泵油。

因此设计一种新的单晶炉，以解决现有技术中的存在的上述技术问题，势在必行。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种上排气热场单晶炉。

本实用新型的目的，由以下技术方案实现：

一种上排气热场单晶炉，所述上排气热场单晶炉包括主炉室、导流筒、石英坩埚、上保温筒和抽空口，所述上保温筒上开设有多个在所述上保温筒的圆周上均匀分布的孔口，经所述孔口形成所述上排气热场单晶炉的上排气通道，所述上排气通道经所述导流筒、所述石英坩埚内的液面、向上经过所述孔口、向下经过所述主炉室的内壁至所述抽空口。

本实用新型的上排气热场单晶炉，优选的，所述孔口开设于所述上保温筒的顶端与所述上排气热场单晶炉的下保温盖之间。

本实用新型的上排气热场单晶炉，优选的，所述上保温筒的外壁上包裹有石墨碳毡，所述石墨碳毡上与所述孔口相对应的位置开设有开槽。

本实用新型的上排气热场单晶炉，优选的，所述孔口的数量为4-8个。

本实用新型的上排气热场单晶炉，优选的，所述孔口的数量为6个。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型提供一种上排气热场单晶炉，使得拉晶过程中产生的氧化物尽可能减少与石墨件的接触，并使所排气体中的氧化物尽可能少的进入到真空泵，避免使真空泵的过滤网堵塞或者污染真空泵油。

本实用新型，可针对传统单晶炉下排气方式带来的缺陷，通过改造现有单晶炉，创新出上排气方式，有效降低氧化硅在石墨加热器上的沉积，提高石墨加热器、石墨坩埚等石墨器件的使用寿命，使单晶拉制状态更加稳定、提高硅单晶的成品率并降低生产成本。

附图说明

图1是现有技术的单晶炉的下排气气流路线示意图。

图2是本实用新型实施例的上排气热场单晶炉的气流路线示意图。

图3是本实用新型实施例的上排气热场单晶炉的上保温筒截面示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

下面结合具体实施例对本实用新型作详细说明。

如图2所示，本实用新型实施例的上排气热场单晶炉，可用于N型和P型单晶硅的制备，主要包括石墨加热器1、石墨坩埚2、导流筒3、石英坩埚4、上保温筒5、中保温筒6、下保温筒7、主炉室8和下保温盖9等。