[发明专利]一种直拉单晶硅生产用的熔硅装置及熔硅方法

说明书

本发明涉及单晶硅生成设备技术领域，具体地说，涉及一种直拉单晶硅生产用的熔硅装置及熔硅方法，包括熔硅炉，熔硅炉内安装有用于对多晶硅原料进行盛装的熔硅坩埚以及对熔硅坩埚进行加热的石墨加热器，熔硅坩埚的顶部安装有保温盖结构，保温盖结构包括加料漏斗和保温盖。本发明通过在熔硅坩埚顶部安装的保温盖，可以减小熔硅坩埚的加热空间，使得熔硅坩埚内的多晶硅原料可以快速熔化，从而提高加热效率，通过设置的加料漏斗可以使得添加的原料全部落入至硅坩埚，防止浪费，石墨加热器呈中空无盖的半球状且与熔硅坩埚同轴设置，可以提高熔硅坩埚的受热面积，从而提高加热速度，加快生产效率。

技术领域

本发明涉及单晶硅生成设备技术领域，具体为一种直拉单晶硅生产用的熔硅装置及熔硅方法。

背景技术

目前，生产单晶硅的方法主要有直拉法、悬浮区熔法、基座法和片状单晶生长法等，其中，由于直拉法生长单晶硅的设备和工艺较为简单，生产效率高，且容易控制单晶中的杂质浓度，因此，直拉法生长单晶硅应用较为广泛，单晶硅生长炉是直拉法制备单晶硅的主要设备。现有的单晶硅生长炉一般包括炉体和设于炉体上的炉盖，炉体内设有容纳硅溶液的坩埚，单晶硅棒可从坩埚内向上生长延伸。但是现如今的单晶硅生长炉内的坩埚加热速度慢，熔化效率低，且熔硅炉内的若不抽成真空，导致多晶硅原料热熔速率慢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直拉单晶硅生产用的熔硅装置及熔硅方法，以解决上述背景技术中提出的现如今单晶硅生长炉内的坩埚加热速度慢，熔化效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种直拉单晶硅生产用的熔硅装置，包括熔硅炉，所述熔硅炉内安装有用于对多晶硅原料进行盛装的熔硅坩埚以及对熔硅坩埚进行加热的石墨加热器，所述熔硅坩埚的顶部安装有保温盖结构，所述保温盖结构包括加料漏斗和保温盖，所述保温盖设置于加料漏斗的底部、两者同轴设置且为一体成型结构，所述保温盖的顶部中心开设有与所述加料漏斗底面积相同的下料孔，所述石墨加热器呈中空无盖的半球状且与熔硅坩埚同轴设置，所述熔硅坩埚顶部内壁上开设有用于安装保温盖的保温盖限位槽,所述熔硅炉的顶部连接有呈“凸”型的顶盖，所述顶盖上设置有与所述加料漏斗同轴设置的进料口，所述进料口处安装有抽真空机构。

作为优选，所述保温盖限位槽的尺寸与所述保温盖的尺寸相适配，且两者卡接配合。

作为优选，所述保温盖限位槽内开设有若干均匀等距呈环状排列的螺孔，所述保温盖的顶面边缘部开设有与所述螺孔位置相对应、尺寸相适配以及数量相等的连接孔，所述保温盖通过锁紧螺栓依次穿过螺孔和连接孔螺纹连接于保温盖限位槽内。

作为优选，所述加料漏斗的顶面两侧对称安装有提环，所述熔硅坩埚的顶面两侧对称安装有拉环。

作为优选，所述熔硅坩埚的底部安装有坩埚支架装置，所述坩埚支架装置包括支撑底座，所述支撑底座的边缘处安装有若干均匀等距呈环状排列的侧支架，所述支撑底座的底面中心连接有坩埚旋转支撑轴。

作为优选，所述侧支架为弧形支架，且侧支架的弧度与熔硅坩埚的底部弧度相同。

作为优选，所述石墨加热器的底部中心开设有插孔，所述坩埚旋转支撑轴依次穿过所述插孔和熔硅炉的底部并延伸至熔硅炉的外侧，所述坩埚旋转支撑轴的直径小于插孔的直径。

作为优选，所述熔硅炉的顶部边缘与顶盖的底部边缘均设置有连接环，两个连接环通过固定螺栓和螺母连接。

作为优选，所述抽真空机构包括密封盖，所述密封盖上连接有管头，所述密封盖通过管头连接有抽真空管，所述抽真空管远离管头的一端部连接有抽真空泵。

另一方面，本发明还提供一种直拉单晶硅生产用的熔硅方法，包括上述的直拉单晶硅生产用的熔硅装置，具体包括如下步骤：

S1安装熔硅坩埚：将顶盖取下，手持拉环将清洗干燥后的熔硅坩埚放置于坩埚支架装置上的侧支架内；