[发明专利]直拉式单晶硅棒的生产设备

权利要求书

1.一种直拉式单晶硅棒的生产设备，包括：炉腔、炉底座，所述炉底座上开设供坩埚托杆升降的通孔，其特征在于，还包括：设置在炉腔和炉底座内侧的保温结构、设置在炉腔和炉底座外壁的多个微波发射器、设置在坩埚托杆上或是设置在石英坩埚与坩埚托杆之间的微波热源坩埚，所述炉腔金属外壁和炉底座金属外壁上与各微波发射器相对应位置开设供微波通过的微波馈孔，所述微波发射器用于透过保温结构向炉腔发射微波，所述微波热源坩埚用于将微波转化为热能。

2.根据权利要求1所述的直拉式单晶硅棒的生产设备，其特征在于，所述微波发射器由上至下分层环绕腔体，在腔体外侧，安装在金属腔壁的微波馈孔上，层数为3～5层。

3.根据权利要求1所述的直拉式单晶硅棒的生产设备，其特征在于，所述保温结构包括设置在炉腔和炉底座内侧的保温桶和炉底保温层，所述保温桶包括设置在所述炉腔内侧的上保温桶和中保温桶，两个保温桶的高度为根据石英坩埚规格确定的预设值，厚度为根据热场温度梯度需求确定的预设值，所述炉底座腔体内侧设置下保温桶，所述炉底保温层设置在炉底座底部上表面。

4.根据权利要求3所述的直拉式单晶硅棒的生产设备，其特征在于，所述保温桶和炉底保温层，均由无机非金属且不吸收微波的保温材料构成，无机非金属材料包括以不同晶型二氧化硅、氧化铝、硅酸铝或其混合物构成的不同物理形态的保温材料。

5.根据权利要求3所述的直拉式单晶硅棒的生产设备，其特征在于，所述上保温桶和/或下保温桶，开有透过保温桶壁的用于抽真空的通风孔，并且在腔壁真空口上设置金属网眼式装微波隔离罩。

6.根据权利要求3～5任一项所述的直拉式单晶硅棒的生产设备，其特征在于，所述微波馈孔为多个，且环绕炉体，在金属腔壁布置，可布置多层，在腔体内平行布置多个环形金属微波导向板，所述环形金属微波导向板位于每层微波馈孔之间，固定在金属腔壁上，并沿径向方向炉体内延伸，嵌在保温桶壁内，到保温桶内壁为止。

7.根据权利要求1所述的直拉式单晶硅棒的生产设备，其特征在于，导流筒和上保温罩为三层结构，上层为石墨，中间为碳毡，下层为金属微波反射板，所述金属微波反射板用于将微波反射回到坩埚区域。

8.根据权利要求6所述的直拉式单晶硅棒的生产设备，其特征在于，环形金属微波导向板和金属微波反射板均为耐高温金属，包括钼和钨钢。

9.根据权利要求1所述的直拉式单晶硅棒的生产设备，其特征在于，微波热源坩埚的材料为强微波吸收，且具有高微波向热能转换率的材料，包括碳化硅、石墨、氧化锆或它们的混合物，或含有它们的混合物。

10.根据权利要求1所述的直拉式单晶硅棒的生产设备，其特征在于，所述坩埚托杆、坩埚托盘的材质为非金属陶瓷，包括二氧化硅、氧化铝或其他非吸波陶瓷材料。