直拉硅单晶炉.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111041551A(43)申请公布日2020.04.21(21)申请号202010010611.X(22)申请日2020.01.06(71)申请人北京北方华创真空技术有限公司地址100015北京市朝阳区酒仙桥东路1号M4楼4层(72)发明人胥俊东(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人吴欢燕(51)Int.Cl.C30B15/00(2006.01)C30B15/20(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称直拉硅单晶炉(57)摘要本发明涉及单晶硅生产技术领域，提供直拉硅单晶炉，包括：炉体；坩埚，位于所述炉体内部；籽晶杆，位于炉体内部，籽晶杆沿着自身轴向相对坩埚可升降，且在转动状态籽晶杆以设定转速差相对坩埚沿着同一方向转动。本发明的拉硅单晶炉，由于坩埚与籽晶杆朝着同一方向转动，进而可以在坩埚和籽晶杆均具有高转速的情况下，将坩埚与籽晶杆的转速差控制在合理的范围内，保证拉晶更高效和更高质量的完成。其中，转速差可以视具体情况而定，一般转速差过大或者过小都不利于拉晶的质量和效率。其中，坩埚具有高转速的情况下，熔融硅内部可以产生较大的离心力，进而把杂质、气泡、不均匀硅原子聚合物等从熔融硅中分离。CN111041551ACN111041551A权利要求书1/1页1.一种直拉硅单晶炉，其特征在于，包括炉体；坩埚，位于所述炉体内部；籽晶杆，位于所述炉体内部，所述籽晶杆沿着自身轴向相对所述坩埚可升降，且在转动状态所述籽晶杆以设定转速差相对所述坩埚沿着同一方向转动。2.根据权利要求1所述的直拉硅单晶炉，其特征在于，还包括：罩体，在所述坩埚开口一侧，所述籽晶杆位于所述罩体内；提拉杆，第一端连接所述籽晶杆远离所述坩埚的一端。3.根据权利要求2所述的直拉硅单晶炉，其特征在于，还包括：进气管，用于沿着所述提拉杆的轴向朝所述籽晶杆所在方向通入惰性气体。4.根据权利要求3所述的直拉硅单晶炉，其特征在于，还包括：分流挡板，设置于所述进气管和所述籽晶杆之间。5.根据权利要求3所述的直拉硅单晶炉，其特征在于，还包括：真空装置，用于在所述进气管的出气口位置形成负压。6.根据权利要求5所述的直拉硅单晶炉，其特征在于，所述罩体呈管状，所述进气管连通所述罩体的其中一端，所述真空装置连通所述罩体的另一端。7.根据权利要求2至6中任意一项所述的直拉硅单晶炉，其特征在于，还包括升降机构和第一旋转驱动单元；所述第一旋转驱动单元连接所述提拉杆；所述升降机构包括：齿轮，与所述第一旋转驱动单元固定；螺杆，所述螺杆的数量为多根，且均啮合于所述齿轮；所述螺杆当中的至少其中一根连接第二旋转驱动单元。8.根据权利要求7所述的直拉硅单晶炉，其特征在于，所述螺杆的数量为三根，且所有所述螺杆均匀分布于所述齿轮的外圈。9.根据权利要求2至6中任意一项所述的直拉硅单晶炉，其特征在于，所述坩埚内设置有多块肋板，且所述肋板沿着所述坩埚的转动圆周均匀分布。10.根据权利要求9所述的直拉硅单晶炉，其特征在于，所述肋板呈三角形，且所述肋板的第一边固定于所述坩埚的内侧壁，所述肋板的第二边固定于所述坩埚的底板。2CN111041551A说明书1/6页直拉硅单晶炉技术领域[0001]本发明涉及单晶硅生产技术领域，尤其涉及直拉硅单晶炉。背景技术[0002]单晶硅具有越来越广泛的应用，例如半导体器件的制造和太阳能电池的制造均需要用到单晶硅。[0003]以太阳能电池为例，单晶硅片的质量决定太阳能电池的质量，因此，提高单晶硅片的质量至关重要。单晶硅片由单晶硅锭去皮后切割而成，在生长单晶硅锭的过程中，主要的原生缺陷，根据不同的检测方法可将其命名为：晶体原生缺陷(CrystalOriginatedParticle，简称COP)、流动图案缺陷(FlowPatternDefect，简称FPD)、或者激光散射层析缺陷(Laserscatteringtopographydefect，简称LSTD)。晶体原生缺陷形成主要是由空位和自间隙硅原子的过饱和度引起的，可以通过减少熔融硅中的杂质以及保持熔融硅内部温度的均匀性来减少晶体原生缺陷。此外空洞型缺陷的形成通常经过两个过程，首先是少量空位的聚集形核，然后形成核心吸收大量的空位从而形成空洞型缺陷。其中空洞型缺陷快速形核的温度区间Tn大致为1040℃～1120℃之间，这个过程主要决定缺陷尺寸大小。当单晶硅锭温度小于Tn后，空洞型缺陷开始生长，这个过程中温度的降低，主要是增加缺陷的密度，而缺陷的尺寸不会有太大的变化。因此，为了让生产的单晶硅锭中缺陷的尺寸变小，密度变大，需要让单晶硅锭尽可能快速的通过缺陷形核的温度区间，到达缺陷生长的温度区间