[实用新型]一种单晶炉

说明书

本实用新型提供一种单晶炉，所述单晶炉包括炉体，所述炉体内设置有坩埚支撑组件，所述坩埚支撑组件上部设置有坩埚，所述炉体的内壁和所述坩埚的外周之间设置有加热器，所述炉体的顶部设有籽晶提拉机构，所述单晶炉还包括：设置于所述炉体外围的磁场发生器，用于产生覆盖所述炉体的磁场；温度检测单元，用于检测所述坩埚内的温度；磁场检测单元，用于检测所述炉体内的磁场强度。根据本实用新型实施例的单晶炉，通过向炉体内施加磁场，可以阻滞坩埚内流体的热对流，提高晶体性能和均匀性；并且通过增设温度检测单元和磁场检测单元对炉内加工参数进行实时检测，可以有效辅助生产过程中各工序的条件判断，提高生产效率。

技术领域

本实用新型涉及单晶硅技术领域，具体涉及一种单晶炉。

背景技术

多晶硅是生产太阳能光伏产品和半导体产品的主要原材料。丘克拉尔斯基(Czochralski，简称：Cz)法是制备单晶硅最常用的方法之一，高纯度固态多晶硅原料在晶体生长炉(即单晶炉)的坩埚中熔化形成熔体，通过籽晶提拉机构下降籽晶使其与旋转坩埚中的熔融状态下的熔体接触，然后，将籽晶按照一定的工艺方法提拉出，熔体围绕籽晶凝固形成单晶硅棒。

传统的Cz单晶炉在正式开始拉晶之前，需要对温度的调整做很多繁杂的工作，包括熔化多晶硅物料、温度保持、籽晶浸入熔池、观察籽晶头形状和颜色变化、引颈等。由于无法得知拉晶炉内准确的温度以及熔池温度的分布，故需要大量的时间进行等待。这些工序费时费力，严重延长的单晶硅生产的时间，制约了直拉式单晶硅的生产效率。另外，在熔化多晶硅物料、温度保持、籽晶浸入熔池、观察籽晶头形状和颜色变化、引颈等工艺过程中，大量涉及人工目视观察炉内的操作，而这些人工操作过程对于操作人员的技术和经验水平要求较高。此外诸多的目视观察操作，目视情况描述较难、无法量化，这就导致对于操作人员的培训周期较长，增加生产成本，此外，还存在操作人员判断错误导致拉制失败的风险。总而言之，现有的单晶硅棒生产工艺中，存在着人工操作繁杂、效率低下、质量控制较难以及操作人员判断错误导致拉制失败的风险等诸多问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种单晶炉，以解决现有技术中存在的单晶拉制过程中人工操作繁杂、效率低下、质量难以控制等问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型一方面实施例提供了一种单晶炉，所述单晶炉包括炉体，所述炉体内设置有坩埚支撑组件，所述坩埚支撑组件上部设置有坩埚，所述炉体的内壁和所述坩埚的外周之间设置有加热器，所述炉体的顶部设有籽晶提拉机构，所述单晶炉还包括：

设置于所述炉体外围的磁场发生器，用于产生覆盖所述炉体的磁场；

温度检测单元，用于检测所述坩埚内的温度；

磁场检测单元，用于检测所述炉体内的磁场强度。

可选的，所述单晶炉还包括设置于所述坩埚的正上方的导流筒，所述磁场检测单元包括若干磁传感器，所述若干磁传感器间隔布设于所述导流筒的底部。

可选的，所述炉体的顶部开设有若干测温孔，所述测温孔内设置有密封隔热窗口，所述温度检测单元设置于所述窗口外侧。

可选的，所述温度检测单元为电荷耦合器件。

可选的，还包括：

至少一对升降杆，所述升降杆竖直穿过炉体的圆顶室，所述升降杆的下端连接所述磁场检测单元。

可选的，还包括：

驱动装置，所述驱动装置设置在圆顶室外部，且所述驱动装置通过丝杆滑块与所述升降杆连接，所述驱动装置用于通过所述丝杆滑块驱动所述升降杆在竖直方向上作直线运动。

可选的，所述磁场检测单元包含三个测量头，所述三个测量头的探测器在同一时刻位于同一水平面内。