導流筒及導流組件制造技術

本實用新型專利技術涉及一種導流筒及導流組件，安裝于帶有坩堝的爐體內側，與坩堝相對設置，包括內導流筒、外導流筒及支撐環，其中：支撐環設置于外導流筒的內側，且與外導流筒靠近坩堝的端部相連接，支撐環為石墨支撐環；內導流筒為兩端開口的腔體式結構，且靠近坩堝的端部設置在支撐環上，在內導流筒軸線方向上，內導流筒靠近坩堝的開口端截面小于遠離坩堝的開口端截面，內導流筒為石英內導流筒；外導流筒為兩端開口的腔體式結構，且罩設于內導流筒外側。該導流筒及導流組件能夠增加縱向方向上的溫度梯度，提升晶體提拉速度，提高單晶硅的生產效率，且為單晶硅生長提供更加純凈的生長環境，延長少子壽命周期，提高單晶硅質量。提高單晶硅質量。提高單晶硅質量。

【技術實現步驟摘要】
導流筒及導流組件


[0001]本技術涉及半導體材料制備
，特別是涉及一種用于單晶硅生產的導流筒及導流組件。

技術介紹

[0002]目前，隨著光伏制造技術的不斷發展，高品質、低成本的單晶硅片逐漸成為最具競爭力的產品。直拉式單晶生長爐作為制備單晶硅片的主要設備，為單晶硅的生長提供熱場環境。導流筒作為熱場的一部分，用于隔絕熱場，使得單晶硅生長區域的內部熱場遠高于外部熱場，給單晶硅生長創造了一個較大的溫度梯度，且對高溫保護氣體起到導流作用。
[0003]現有技術中導流筒一般由石墨或者C/C復合材料制成，其雜質含量較高，高溫條件下其雜質會擴散至單晶硅生長區域中，對單晶硅生長環境造成污染，造成少子壽命偏低，降低單晶硅質量。且石墨或者C/C復合材料的保溫性能較差，導致導流筒內外溫度梯度較小，晶體提拉速度偏低，影響單晶硅的生產效率。

技術實現思路

[0004]基于此，有必要針對單晶硅生產中單晶硅質量較差，晶體提拉速度偏低的問題，提供一種導流筒及導流組件。
[0005]一種導流筒，安裝于帶有坩堝的爐體內側，且與所述坩堝相對設置，包括內導流筒、外導流筒及支撐環，其中：
[0006]所述支撐環設置于所述外導流筒的內側，且與所述外導流筒靠近所述坩堝的端部相連接，所述支撐環為石墨支撐環；
[0007]所述內導流筒為兩端開口的腔體式結構，且靠近所述坩堝的端部設置在所述支撐環上，在所述內導流筒軸線方向上，靠近所述坩堝的開口端截面小于遠離所述坩堝的開口端截面，所述內導流筒為石英內導流筒；
[0008]所述外導流筒為兩端開口的腔體式結構，且罩設于所述內導流筒外側，所述外導流筒遠離所述坩堝的開口端截面小于所述內導流筒遠離所述坩堝的開口端截面。
[0009]上述導流筒中，內導流筒和外導流筒均為兩端開口的腔體式結構，并且外導流筒遠離坩堝的開口端截面小于內導流筒遠離坩堝的開口端截面，以使得內導流筒的內部形成有用于高溫保護氣體流動的通道，且內導流筒在其軸線方向上，靠近坩堝開口端的截面小于遠離坩堝開口端的截面，使得高溫保護氣體在通過內導流筒時，氣體流速加快，能夠快速帶走坩堝中晶體生長液面上方的結晶潛熱，增加內導流筒軸線方向上的溫度梯度，提升晶體提拉速度，提高單晶硅的生產效率。內導流筒為石英內導流筒，因石英材料具有良好的保溫性，保溫層熱量難以傳遞到內導流筒內部，進一步增加內導流筒軸線方向上的溫度梯度。并且石英材料雜質含量較低，高溫條件下不易擴散至單晶硅生長區域，為單晶硅生長提供更加純凈的生長環境，延長少子壽命周期，提高單晶硅質量。另外，石英內導流筒易于加工，降低制造成本，減小現有技術中石墨內導流筒或鉬內導流筒因韌性不足而掉落破碎的風
險。支撐環設置于外導流筒的內側，支撐環與外導流筒靠近坩堝的端部相連接，且內導流筒靠近坩堝的端部設置在支撐環上，支撐環用以在拉晶過程中將內導流筒支撐于外導流筒上，且支撐環為石墨支撐環，石墨材料在高溫條件下仍有較高的強度，不易軟化變形，能夠對內導流筒起到較好的支撐作用。
[0010]在其中一個實施例中，所述內導流筒包括第一導流段、第二導流段、第三導流段，所述第一導流段靠近所述坩堝，且與所述第二導流段連接，所述第二導流段與所述第三導流段連接。
[0011]在其中一個實施例中，所述第一導流段內壁、所述第三導流段內壁與所述內導流筒軸線所成夾角分別為70
°?
80
°
[0012]在其中一個實施例中，所述導流筒還包括有環套，所述環套為石英環套，嵌設于所述支撐環內側，且與所述支撐環同軸，所述環套表面粗糙度Ra≤0.05μm。
[0013]在其中一個實施例中，所述環套在遠離所述坩堝的一側具有朝向所述內導流筒軸線傾斜的端面，且與所述內導流筒軸線所成的夾角為50
°?
60
°
。
[0014]在其中一個實施例中，所述內導流筒遠離所述坩堝的開口端的外側形成有熱屏護環，所述爐體的內側形成有防護板，所述防護板和所述熱屏護環均為石英材料制成，所述防護板與所述熱屏護環、所述內導流筒三者同軸，所述內導流筒遠離所述坩堝的開口端搭接在所述防護板上。
[0015]在其中一個實施例中，所述防護板與所述熱屏護環連接處無縫隙，且與所述爐體連接處無縫隙。
[0016]在其中一個實施例中，所述支撐環在遠離所述坩堝的一側設置有環形缺口，所述內導流筒搭接在所述環形缺口上。
[0017]在其中一個實施例中，所述內導流筒的內壁粗糙度Ra≤0.05μm。
[0018]一種導流組件，包括坩堝及爐體，還包括如上述技術方案任一項所述的導流筒，所述坩堝與所述導流筒相對設置，所述爐體罩設于所述導流筒與所述坩堝的外側。
[0019]上述導流組件，爐體罩設于所述導流筒與所述坩堝外側，且坩堝與導流筒相對設置，為導流筒和坩堝提供熱場環境。上述導流組件中，內導流筒和外導流筒均為兩端開口的腔體式結構，并且外導流筒遠離坩堝的開口端截面小于內導流筒遠離坩堝的開口端截面，以使得內導流筒的內部形成有用于高溫保護氣體流動的通道，且內導流筒在其軸線方向上，靠近坩堝開口端的截面小于遠離坩堝開口端的截面，使得高溫保護氣體在通過內導流筒時，氣體流速加快，能夠快速帶走坩堝中晶體生長液面上方的結晶潛熱，增加內導流筒軸線方向上的溫度梯度，提升晶體提拉速度，提高單晶硅的生產效率。內導流筒為石英內導流筒，因石英材料具有良好的保溫性，保溫層熱量難以傳遞到內導流筒內部，進一步增加內導流筒軸線方向上的溫度梯度。并且石英材料雜質含量較低，高溫條件下不易擴散至單晶硅生長區域，為單晶硅生長提供更加純凈的生長環境，延長少子壽命周期，提高單晶硅質量。另外，石英內導流筒易于加工，降低制造成本，減小現有技術中石墨內導流筒或鉬內導流筒因韌性不足而掉落破碎的風險。支撐環設置于外導流筒的內側，支撐環與外導流筒靠近坩堝的端部相連接，且內導流筒靠近坩堝的端部設置在支撐環上，支撐環用以在拉晶過程中將內導流筒支撐于外導流筒上，且支撐環為石墨支撐環，石墨材料在高溫條件下仍有較高的強度，不易軟化變形，能夠對內導流筒起到較好的支撐作用。
附圖說明
[0020]圖1為本技術提供的一種導流筒整體結構剖視圖；
[0021]圖2為本技術提供的一種導流組件整體結構剖視圖；
[0022]圖3為本技術提供的一種導流筒中支撐環的結構示意圖；
[0023]圖4為本技術提供的一種導流筒中環套的結構示意圖；
[0024]圖5為本技術提供的一種導流筒及導流組件制備的單晶硅少子壽命曲線圖。
[0025]附圖標記：
[0026]100、導流筒；
[0027]110、內導流筒；111、第一導流段；112、第二導流段；113、第三導流段；
[0028]120、外導流筒；130、支撐環；131、環形缺口；140、環套；141、端面；
[0029]150、防護板；160、熱屏護環；
[0030]200、導流組件本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種導流筒，安裝于帶有坩堝的爐體內側，且與所述坩堝相對設置，其特征在于，包括內導流筒、外導流筒及支撐環，其中：所述支撐環設置于所述外導流筒的內側，且與所述外導流筒靠近所述坩堝的端部相連接，所述支撐環為石墨支撐環；所述內導流筒為兩端開口的腔體式結構，且靠近所述坩堝的端部設置在所述支撐環上，在所述內導流筒軸線方向上，靠近所述坩堝的開口端截面小于遠離所述坩堝的開口端截面，所述內導流筒為石英內導流筒；所述外導流筒為兩端開口的腔體式結構，且罩設于所述內導流筒外側，所述外導流筒遠離所述坩堝的開口端截面小于所述內導流筒遠離所述坩堝的開口端截面。2.根據權利要求1所述的導流筒，其特征在于，所述內導流筒包括第一導流段、第二導流段、第三導流段，所述第一導流段靠近所述坩堝，且與所述第二導流段連接，所述第二導流段與所述第三導流段連接。3.根據權利要求2所述的導流筒，其特征在于，所述第一導流段內壁、所述第三導流段內壁與所述內導流筒軸線所成夾角分別為70
°?
80
°
。4.根據權利要求1所述的導流筒，其特征在于，所述導流筒還包括有環套，所述環套為石英環套，嵌設于所述支撐環內側，且與所述支撐環同軸，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣利洋，張華利，容青城，汪高峰，趙玉兵，
申請(專利權)人：江蘇協鑫硅材料科技發展有限公司，
類型：新型
國別省市：