[发明专利]单晶硅制备装置及其控制方法

说明书

本申请提供一种单晶硅制备装置，包括：晶体生长炉；坩埚；加热机构；升降机构；晶体生长炉的底部设置有第一炉底板，第一炉底板上方的至少部分区域铺设有防漏保护机构，当坩埚发生漏硅时，防漏保护机构承接并冷却漏硅熔体，使漏硅熔体在防漏保护机构表面结成防护层，以防止漏硅熔体熔穿第一炉底板。本申请在炉底板间设计有防漏保护机构，可以在坩埚发生漏硅时由防漏保护机构承接漏硅熔体并冷却漏硅熔体结成防护层，防止漏硅熔体将炉底板熔穿，确保单晶硅制备过程的安全性。

技术领域

本发明涉及单晶硅技术领域，尤其涉及一种单晶硅制备装置及其控制方法。

背景技术

单晶硅片的产生离不开单晶硅棒的制作，目前的单晶炉中拉制单晶硅棒时，盛放熔融硅料的坩埚位于埚帮内。坩埚除了要承受原料的重量之外，还受到炉内高温与腐蚀作用。随着使用时间的增长，坩埚会产生孔洞、裂缝、塌边等各种情况，此时盛放在坩埚中的熔融硅液便会发生泄漏，泄漏的硅液可能会烫穿单晶炉底板、排气管道，造成单晶炉漏水漏气，甚至会导致坩埚内熔硅氧化燃烧，引发安全事故。

因此，有必要提出一种技术方案，解决相关技术中存在的单晶硅棒制备过程中可能会发生漏硅，熔穿炉底板造成安全事故的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种技术方案，解决相关技术中存在的在制备单晶硅的过程中，若坩埚发生漏硅现象，则可能会熔穿晶体生长炉底板，造成安全隐患的问题。

基于以上目的，本申请提供一种单晶硅制备装置，包括：

晶体生长炉，晶体生长炉本体内限定出容纳空间；

坩埚，坩埚设置在容纳空间内，用于熔化多晶硅原料及盛放硅熔体；

加热机构，用于对坩埚进行加热，以使多晶硅原料熔融；

升降机构，用于拉晶生产晶棒；

晶体生长炉的底部设置有第一炉底板，第一炉底板上方的至少部分区域铺设有防漏保护机构，当坩埚发生漏硅时，防漏保护机构承接并冷却漏硅熔体，使漏硅熔体在防漏保护机构表面结成防护层，以防止漏硅熔体熔穿第一炉底板。

进一步的，防漏保护机构包括储气单元，储气单元的上表面用于承接漏硅熔体，储气单元与一外部供气机构连接，供气机构用于向储气单元输送惰性气体。

进一步的，通常状态下，储气单元内存储有惰性气体，从而储气单元保持在压力状态；

当储气单元的上表面被漏硅熔体熔穿时，供气机构持续向储气单元输送惰性气体，惰性气体通过漏硅熔体在储气单元表面熔穿的通孔吹扫漏硅熔体，以使漏硅熔体凝结形成防护层。

进一步的，储气单元为一输气管道，输气管道的一端封闭，另一端与供气机构连接，并且，输气管道盘绕成一可以承接漏硅熔体的挡板。

进一步的，防漏保护机构还包括压力检测单元，压力检测单元用于检测输气管道内部的气压，当输气管道内的气压值低于预设阈值时，判断输气管道被熔穿。

进一步的，供气机构向输气管道输送的惰性气体为氩气；

单晶硅制备装置还包括氩气输送管道，与晶体生长炉连接；

当输气管道被熔穿时，供气机构还通过氩气输送管道向晶体生长炉的容纳空间输送氩气，以使晶体生长炉的容纳空间变为常压状态。

进一步的，单晶硅制备装置还包括：

温度检测机构，温度检测机构设置于容纳空间内，用于检测坩埚底部至少部分区域的温度；

控制机构，接收温度检测机构检测的坩埚底部至少部分区域的温度，并根据坩埚底部至少部分区域的温度判断单晶硅制备装置是否出现漏硅现象。