[发明专利]一种单晶炉及单晶硅棒的制备方法

权利要求书

1.一种单晶炉，用于制备单晶硅棒，所述单晶炉包括炉体，所述炉体内设置有坩埚，所述坩埚的外周与所述炉体的内壁之间设置有坩埚加热器，所述炉体的顶部开设有炉口，其特征在于，所述单晶炉还包括：

环形保温罩，所述环形保温罩水平设置于所述坩埚加热器的上方并与所述坩埚的内壁固定，所述环形保温罩的环口与所述炉口正对；

导流筒，所述导流筒的第一端搭设于所述环形保温罩的内沿，所述导流筒的第二端延伸至所述坩埚内，所述导流筒的第二端的口径大于所述单晶硅棒的直径且小于所述导流筒的第一端的口径；

伸缩加热器，所述伸缩加热器竖向设置于所述炉口和所述坩埚的开口之间，所述伸缩加热器的顶部通过连接筒与所述炉口的边缘连接，所述伸缩加热器的底部高于所述导流筒的第二端，所述伸缩加热器的内部形成有供所述单晶硅棒通过的通道，所述伸缩加热器可沿其轴线方向做伸缩运动。

2.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，所述伸缩加热器包括壳体以及竖向设置于所述壳体内的至少两个筒形加热体，每一所述筒形加热体可沿其中心轴做竖向运动。

3.根据权利要求2所述的单晶炉，其特征在于，所述筒形加热体的数量为三个，三个所述筒形加热体的直径依次增大，且相邻两个筒形加热体之间呈滑动连接。

4.根据权利要求2所述的单晶炉，其特征在于，所述筒形加热体包括内壁、外壁以及设置于所述内壁和所述外壁之间的螺旋加热管，所述内壁和所述螺旋加热管之间的间隙采用导热材料填充，所述螺旋加热管和所述外壁之间的间隙采用隔热材料填充。

5.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，所述单晶炉还包括：

若干温度传感器，所述若干温度传感器竖向布设于所述伸缩加热器的内壁。

6.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，所述连接筒的侧壁周向间隔开设有若干通孔，所述炉口通过所述若干通孔与所述炉体的内壁和所述伸缩加热器的外壁之间形成的空腔连通。

7.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，所述导流筒的纵向截面呈底部开口的U形。

8.一种单晶硅棒的制备方法，所述制备方法包括：加热坩埚内的多晶硅材料形成硅熔液，利用提拉装置将籽晶插入硅熔液中，使固液界面处的所述硅熔液在所述籽晶处冷却结晶，提拉所述籽晶使晶体生长得到单晶硅棒，其特征在于，应用于如权利要求1-7中任一项所述的单晶炉，所述制备方法还包括：

在提拉所述籽晶的同时向伸缩加热器和导流筒之间形成的风道内通入惰性气体，对所述固液界面进行冷却；

使所述单晶硅棒进入伸缩加热器内部的通道，利用所述伸缩加热器对单晶硅棒进行加热。

9.根据权利要求8所述的单晶硅棒的制备方法，其特征在于，利用所述伸缩加热器对单晶硅棒进行加热的步骤中：

控制所述伸缩加热器的内部区域的温度，使所述单晶硅棒的温度维持在1050～1200℃的范围内并保持预设时长。

10.根据权利要求8所述的单晶硅棒的制备方法，其特征在于，所述伸缩加热器包括壳体以及竖向设置于所述壳体内的至少两个筒形加热体，每一所述筒形加热体可沿其中心轴做竖向运动，利用所述伸缩加热器对单晶硅棒进行加热的步骤中：

控制所述伸缩加热器做伸缩运动，使所述伸缩加热器的内部区域覆盖所述单晶硅棒的不同高度部位，控制所述伸缩加热器的每一筒形加热体的加热效率，对所述单晶硅棒的不同高度部位进行加热。