本申請(qǐng)涉及單晶爐，具體地涉及一種用于單晶爐的導(dǎo)流裝置。

背景技術(shù)：

1、在單晶硅棒的制造領(lǐng)域內(nèi)，當(dāng)前普遍應(yīng)用的生產(chǎn)工藝是對(duì)自發(fā)形核所得的晶粒進(jìn)行加工，然后將由此得到的籽晶置入坩堝以進(jìn)行同質(zhì)外延生長(zhǎng)，最終獲得所需的單晶硅棒。在上述工藝過(guò)程中，籽晶與坩堝中的熔融態(tài)同質(zhì)物熔接并達(dá)到穩(wěn)定溫度的狀態(tài)后，需要進(jìn)行拉細(xì)頸排除位錯(cuò)的操作。在細(xì)頸的生產(chǎn)過(guò)程中，由于分凝現(xiàn)象，雜質(zhì)會(huì)集中在生長(zhǎng)界面的單晶液中。一般而言，需要在籽晶與熔融態(tài)同質(zhì)物的截面形成對(duì)流，以便將周圍大氣的氧化物以及單晶液中生長(zhǎng)界面附近的雜質(zhì)驅(qū)離固液生長(zhǎng)界面?，F(xiàn)有技術(shù)中，吹送惰性氣體的導(dǎo)流筒口的直徑與細(xì)頸直徑差異較大，因此細(xì)頸生長(zhǎng)處的熔融態(tài)同質(zhì)物液面上方不會(huì)形成強(qiáng)對(duì)流氣流。這樣，雜質(zhì)容易進(jìn)入到細(xì)晶棒的固液生長(zhǎng)界面，使細(xì)頸引放成活率下降，而且由此生長(zhǎng)而成的細(xì)頸棒位錯(cuò)密度高、易發(fā)生斷裂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少一種缺陷，本申請(qǐng)的目的是提供一種用于單晶爐的導(dǎo)流裝置，所述單晶爐包括爐體、位于所述爐體內(nèi)用于容納熔融硅液的坩堝以及可升降地設(shè)置在所述爐體內(nèi)用于固定籽晶和提拉單晶硅棒的夾持部，其中，所述導(dǎo)流裝置包括導(dǎo)流筒以及導(dǎo)流罩，所述導(dǎo)流筒為頂端與底端均開(kāi)放的圓筒體且位于所述坩堝內(nèi)所述熔融硅液的上方；所述導(dǎo)流罩內(nèi)部中空且上部具有進(jìn)氣口、下部具有出氣口，并且安裝到所述夾持部的底部以使所述籽晶位于所述導(dǎo)流罩的中空空間內(nèi)，在細(xì)頸生長(zhǎng)期間，所述導(dǎo)流罩位于所述導(dǎo)流筒內(nèi)的底部處且與所述導(dǎo)流筒的內(nèi)壁之間形成間隙。

2、在一實(shí)施例中，所述導(dǎo)流罩包括凸緣、輻面和下部，所述輻面連接在所述凸緣和所述下部之間，其中所述輻面上開(kāi)設(shè)有多個(gè)所述進(jìn)氣口，所述下部的底部設(shè)置有開(kāi)口且直徑大于所述籽晶的直徑，所述下部的底部的開(kāi)口與所述籽晶之間的間隙形成所述出氣口。

3、在另一實(shí)施例中，多個(gè)所述進(jìn)氣口沿所述輻面的周向均勻分布。

4、在再一實(shí)施例中，所述輻面具有從上到下逐漸變大的直徑，所述輻面的頂部的直徑等于所述凸緣的底部的直徑。

5、在再一實(shí)施例中，所述下部呈截錐體狀，并且具有從上到下逐漸減小的直徑，所述下部的頂部的直徑等于所述輻面的底部的直徑。

6、在再一實(shí)施例中，所述夾持部包括位于上方的重錘和位于下方的石墨夾頭，所述凸緣被夾持在所述重錘與所述石墨夾頭之間，以便將所述導(dǎo)流罩安裝到所述夾持部。

7、在再一實(shí)施例中，所述下部的底部的直徑大于所述石墨夾頭的任一段的直徑，以便所述石墨夾頭從所述下部的底部向上穿過(guò)與所述重錘連接。

8、在再一實(shí)施例中，所述輻面與所述下部在沿虛擬中央軸線的剖面內(nèi)的夾角小于90°。

9、在一些實(shí)施例中，所述導(dǎo)流罩具有小于250mm的高度。

10、在一些實(shí)施例中，所述導(dǎo)流罩構(gòu)造為透明的或半透明的。

11、本申請(qǐng)的導(dǎo)流裝置在籽晶夾持部的下部設(shè)置導(dǎo)流罩，導(dǎo)流罩的直徑小于導(dǎo)流筒的直徑，利用導(dǎo)流罩的收束形狀，在細(xì)晶棒的固液生長(zhǎng)界面形成強(qiáng)對(duì)流，將惰性氣體集中流向細(xì)頸生成區(qū)域，將雜質(zhì)、氧化物排斥至遠(yuǎn)離固液生長(zhǎng)界面，從而提高細(xì)頸棒的純度、降低細(xì)頸位錯(cuò)密度，最終降低了細(xì)頸的斷裂風(fēng)險(xiǎn)。而且，在本申請(qǐng)的導(dǎo)流裝置中，導(dǎo)流罩固定在籽晶夾持部上，在細(xì)頸生產(chǎn)成功后的后續(xù)轉(zhuǎn)肩、放肩、等徑過(guò)程中，導(dǎo)流罩與籽晶夾持部同步提拉，不影響之后單晶硅棒生長(zhǎng)過(guò)程中的導(dǎo)流情況。

技術(shù)特征：

1.一種用于單晶爐的導(dǎo)流裝置，所述單晶爐包括爐體、位于所述爐體內(nèi)用于容納熔融硅液的坩堝以及可升降地設(shè)置在所述爐體內(nèi)用于固定籽晶和提拉單晶硅棒的夾持部，其特征在于，所述導(dǎo)流裝置包括導(dǎo)流筒以及導(dǎo)流罩，所述導(dǎo)流筒為頂端與底端均開(kāi)放的圓筒體且位于所述坩堝內(nèi)所述熔融硅液的上方；所述導(dǎo)流罩內(nèi)部中空且上部具有進(jìn)氣口、下部具有出氣口，并且安裝到所述夾持部的底部以使所述籽晶位于所述導(dǎo)流罩的中空空間內(nèi)，在細(xì)頸生長(zhǎng)期間，所述導(dǎo)流罩位于所述導(dǎo)流筒內(nèi)的底部處且與所述導(dǎo)流筒的內(nèi)壁之間形成間隙。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于單晶爐的導(dǎo)流裝置，其特征在于，所述導(dǎo)流罩包括凸緣、輻面和下部，所述輻面連接在所述凸緣和所述下部之間，其中所述輻面上開(kāi)設(shè)有多個(gè)所述進(jìn)氣口，所述下部的底部設(shè)置有開(kāi)口且直徑大于所述籽晶的直徑，所述下部的底部的開(kāi)口與所述籽晶之間的間隙形成所述出氣口。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于單晶爐的導(dǎo)流裝置，其特征在于，多個(gè)所述進(jìn)氣口沿所述輻面的周向均勻分布。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于單晶爐的導(dǎo)流裝置，其特征在于，所述輻面具有從上到下逐漸變大的直徑，所述輻面的頂部的直徑等于所述凸緣的底部的直徑。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于單晶爐的導(dǎo)流裝置，其特征在于，所述下部呈截錐體狀，并且具有從上到下逐漸減小的直徑，所述下部的頂部的直徑等于所述輻面的底部的直徑。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于單晶爐的導(dǎo)流裝置，其特征在于，所述夾持部包括位于上方的重錘和位于下方的石墨夾頭，所述凸緣被夾持在所述重錘與所述石墨夾頭之間，以便將所述導(dǎo)流罩安裝到所述夾持部。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于單晶爐的導(dǎo)流裝置，其特征在于，所述下部的底部的直徑大于所述石墨夾頭的任一段的直徑，以便所述石墨夾頭從所述下部的底部向上穿過(guò)與所述重錘連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于單晶爐的導(dǎo)流裝置，其特征在于，所述輻面與所述下部在沿虛擬中央軸線的剖面內(nèi)的夾角小于90°。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的用于單晶爐的導(dǎo)流裝置，其特征在于，所述導(dǎo)流罩具有小于250mm的高度。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的用于單晶爐的導(dǎo)流裝置，其特征在于，所述導(dǎo)流罩構(gòu)造為透明的或半透明的。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及一種用于單晶爐的導(dǎo)流裝置，所述單晶爐包括爐體、位于所述爐體內(nèi)用于容納熔融硅液的坩堝以及可升降地設(shè)置在所述爐體內(nèi)用于固定籽晶和提拉單晶硅棒的夾持部，所述導(dǎo)流裝置包括導(dǎo)流筒以及導(dǎo)流罩，所述導(dǎo)流筒為頂端與底端均開(kāi)放的圓筒體且位于所述坩堝內(nèi)所述熔融硅液的上方；所述導(dǎo)流罩內(nèi)部中空且上部具有進(jìn)氣口、下部具有出氣口，并且安裝到所述夾持部的底部以使所述籽晶位于所述導(dǎo)流罩的中空空間內(nèi)，在細(xì)頸生長(zhǎng)期間，所述導(dǎo)流罩位于所述導(dǎo)流筒內(nèi)的底部處且與所述導(dǎo)流筒的內(nèi)壁之間形成間隙。本申請(qǐng)的導(dǎo)流裝置利用導(dǎo)流罩的收束形狀，在籽晶棒的固液生長(zhǎng)界面形成強(qiáng)對(duì)流，將雜質(zhì)、氧氣排斥至遠(yuǎn)離固液生長(zhǎng)界面。

技術(shù)研發(fā)人員：祁永軍,閆廣寧,王怡然,張瑞,史搏予
受保護(hù)的技術(shù)使用者：包頭晶澳太陽(yáng)能科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240318
技術(shù)公布日：2025/4/7