[发明专利]硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长炉及其方法

摘要

本发明公开了一种硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长炉及其方法。由提拉头、副炉室、隔离阀、炉体、上部保温罩、加热器、坩埚升降旋转机构、石墨坩埚、坩埚、钢丝绳、夹头等组成单晶提拉部分，由小炉筒、加料仓，隔离阀、加料和称重装置、连续熔化管，隔热体、加热器、熔体温度稳定管等构成熔体连续加注部分，实现多晶硅的连续熔化和硅单晶的连续生长。本发明能将相邻两次打开单晶炉的间隔时间延长到30天以上，能有效降低坩埚的尺寸、降低直拉硅单晶生长方法的能耗，提高了生产效率，也能有效降低直拉硅单晶生长方法的氧含量。

主权项

一种硅熔体连续加注的直拉硅单晶生长炉，其特征在于：生长炉本体左侧从上到下顺次设有提拉头(1)、副炉室(2)、隔离阀(4)、炉盖(21)、炉体(16)、电极(11)、坩埚升降旋转机构(12)，隔离阀(4)安装在炉盖(21)的上方，副炉室(2)安装在隔离阀(4)的上方，提拉头(1)安装在副炉室(2)的上方，炉盖(21)盖在炉体(16)上，下部隔热体(13)安装在炉体(16)的下部，炉体(16)内从底部向上顺次安装隔热体(10)、上部保温罩(20)，在穿过炉体(16)底部的电极(11)上安装加热器(9)，在下部隔热体(13)、加热器(9)、上部保温罩(20)围成的空间内安装石墨坩埚(8)，在石墨坩埚(8)内安装坩埚(7)，在坩埚(7)内安装坩埚内环(25)，石墨坩埚(8)、坩埚(7)及坩埚(7)内的硅熔体(18)和坩埚内环(25)的重量由安装在炉体(16)底部下方的坩埚升降旋转机构(12)穿过炉体(16)的底部支撑，副炉室(2)、石墨坩埚(8)、坩埚(7)、坩埚内环(25)、加热器(9)是同轴布置，副炉室(2)、石墨坩埚(8)、坩埚(7)、坩埚内环(25)、加热器(9)的轴线相对炉体(16)的轴线向左偏移，炉体(16)、隔热体(10)、加热器(9)均为圆柱形，炉盖(21)的上方安装激光液面位置传感器(23)、直径控制探头(22)，炉体(16)的侧壁中部安装炉体温度探头(19)，提拉头(1)下端设有钢丝绳(3)、夹头(5)；生长炉本体右侧的炉盖(21)的上方安装小炉筒(36)，形状为圆筒形，在小炉筒 (36)的盖子上方向上顺次安装隔离阀(38)、加料和称重装置(39)、加料仓(40)，加料仓(40)内安装石英玻璃套(41)，小炉筒 (36)内的上部从外向内顺次安装隔热体(37)、加热器(34)、连续熔化管(35)，热电偶(32)穿过小炉筒(36)的侧壁和隔热体(37)的中部插到隔热体(37)和加热器(34)之间，在小炉筒(36)的下部、炉体(16)的右上部和坩埚(7)的右上部，从外到内顺次安装隔热体(28)、加热器(29)、熔体温度稳定管(30)，热电偶(27)穿过炉体(16)右上方的侧壁和隔热体(28)的中部插到加热器(29)和隔热体(28)之间，支架(31)安装在隔热体(28)上，连续熔化管(35)、隔热体(37)安装在支架(31)上，加料仓(40)、隔热体(37)、加热器(34)、连续熔化管(35)、隔热体(28)、加热器(29)、熔体温度稳定管(30)同轴，并垂直于水平方向，在炉体(16)的右侧底部下方安装的电极 (24)和电极(26)穿过炉体(16)的底部和炉体(16)的右侧分别与加热器(34)和加热器(29)相连；三组加热变压器(14)分别与电极(11)、电极(26)、电极(24)通过加热电缆相连，控制系统(15)与加热变压器(14)、直径控制探头 (22)、激光液面位置传感器(23)、炉体温度探头(19)、热电偶(32)、热电偶(27)、提拉头(1)、加料和称重装置(39)通过控制电缆相连接。