一种生长单晶硅的拉制装置和拉制方法.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CN108301039A(43)申请公布日2018.07.20(21)申请号201710031668.6(22)申请日2017.01.12(71)申请人新疆知信科技有限公司地址830000新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市高新区（新市区）昆明路西一巷230号2-3层(72)发明人银波范协诚夏高强王文胡颖宋高杰(74)专利代理机构北京天昊联合知识产权代理有限公司11112代理人罗建民邓伯英(51)Int.Cl.C30B15/02(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种生长单晶硅的拉制装置和拉制方法(57)摘要本发明公开了一种生长单晶硅的拉制装置和拉制方法，该装置包括：第一腔室，第一腔室内设置有用于加热的管式反应器、第一坩埚，第一坩埚用于盛放熔融硅，气体硅源在管式反应器内热分解反应生成硅粉，硅粉或者硅粉熔融成为熔融硅进入到第一坩埚内；单晶硅提拉炉，用于以熔融硅为原料提拉生长单晶硅；输送机构，分别与第一腔室和单晶硅提拉炉连接，输送机构用于将第一腔室的第一坩埚内的熔融硅导入到单晶硅提拉炉内，使得该熔融硅作为单晶硅提拉炉提拉生长单晶硅的原料。采用气体硅源为原料生长单晶硅的装置和方法，省略了固体硅料的生产步骤，一方面可以降低能耗，另一方面可以节约生产及处理固体硅料所需的巨额投资。CN108301039ACN108301039A权利要求书1/2页1.一种生长单晶硅的拉制装置，其特征在于，包括：第一腔室，所述第一腔室内设置有用于加热的管式反应器、第一坩埚，所述第一坩埚用于盛放熔融硅，气体硅源在所述管式反应器内热分解反应生成硅粉，所述硅粉或者所述硅粉熔融成为熔融硅进入到所述第一坩埚内；单晶硅提拉炉，用于以熔融硅为原料提拉生长单晶硅；输送机构，分别与所述第一腔室和所述单晶硅提拉炉连接，所述输送机构用于将所述第一腔室的第一坩埚内的熔融硅导入到所述单晶硅提拉炉内，使得该熔融硅作为所述单晶硅提拉炉提拉生长单晶硅的原料。2.根据权利要求1所述的生长单晶硅的拉制装置，其特征在于，所述单晶硅提拉炉包括第二腔室，所述第二腔室内设置有第二坩埚、单晶硅提拉机构、用于对所述第二坩埚进行加热的第二加热器，所述输送机构用于将所述第一腔室内的第一坩埚内的熔融硅导入到所述第二坩埚内，所述单晶硅提拉机构设置于所述第二坩埚上方，所述单晶硅提拉机构用于提拉籽晶将所述第二坩埚内的熔融硅拉制生长单晶硅。3.根据权利要求1或2所述的生长单晶硅的拉制装置，其特征在于，所述输送机构包括连接管，当所述第一腔室内的压力高于所述单晶硅提拉炉内的压力，所述连接管的一端位于所述第一坩埚内的熔融硅的液面下，所述第一坩埚内的熔融硅通过所述连接管流入到所述单晶硅提拉炉内。4.根据权利要求1或2所述的生长单晶硅的拉制装置，其特征在于，所述输送机构包括虹吸管，当所述第一坩埚内的熔融硅的液面高于所述单晶硅提拉炉内的熔融硅的液面，所述虹吸管的一端位于所述第一坩埚内的熔融硅的液面下，所述虹吸管用于将所述第一坩埚内的熔融硅虹吸到所述单晶硅提拉炉内。5.根据权利要求1所述的生长单晶硅的拉制装置，其特征在于，所述第一腔室内还设置有对所述第一坩埚加热的第一加热器。6.根据权利要求1所述的生长单晶硅的拉制装置，其特征在于，所述管式反应器的出口位于所述第一坩埚内的熔融硅内。7.根据权利要求1或2所述的生长单晶硅的拉制装置，其特征在于，所述管式反应器由石英、碳材料、碳化硅、氮化硅中的一种制成；所述管式反应器的内壁涂层为SiC或Si3N4。8.一种使用权利要求1～7任意一项所述生长单晶硅的拉制装置生长单晶硅的拉制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)通过在所述第一腔室内的管式反应器内加热气体硅源，热分解反应生成硅粉；(2)所述硅粉或者所述硅粉加热熔融成为熔融硅进入到所述第一坩埚内；(3)通过所述输送机构将所述第一坩埚内的熔融硅导入到所述单晶硅提拉炉内；(4)通过所述单晶硅提拉炉以熔融硅为原料提拉生长单晶硅。9.根据权利要求8所述的生长单晶硅的拉制方法，其特征在于，所述步骤(2)之前，还包括步骤(i)所述第一坩埚内预先放置有固体硅料，通过加热将该固体硅料熔融成熔融硅。10.根据权利要求8所述的生长单晶硅的拉制方法，其特征在于，所述步骤(3)之前，还包括步骤(j)所述单晶硅提拉炉内预先放置有固体硅料，所述单晶硅提拉炉将该固体硅料熔融成熔融硅。2CN108301039A权利要求书2/2页11.根据权利要求8所述的单晶硅的拉制方法，其特征在于，所述步骤(1)中加热的温度为500～1400℃。12.根据权利要求8所述的单晶硅的拉制方法，其特征在于，所述步骤(4)具体为：通过单晶硅提拉炉以熔融硅为原料连续提拉生长