[发明专利]颗粒硅直接用于CCZ直拉法制备单晶硅的装置及其方法

权利要求书

1.一种颗粒硅直接用于CCZ直拉法制备单晶硅的装置，其特征在于：包括单晶炉及设置在单晶炉一侧的颗粒硅加料装置，其中：

所述单晶炉包括炉体，所述炉体中设置有用于放置原料的石英坩埚（8），所述石英坩埚（8）外设有石墨坩埚，所述石墨坩埚外围设有第一加热器，所述石英坩埚（8）上方设有导流筒，所述炉体内设有保温筒，所述保温筒与所述炉体壁之间设有第一保温材料层（13），所述保温筒包括上保温筒（5）及下保温筒（14），所述上保温筒（5）设置于所述导流筒外围，所述下保温筒（14）设置于所述石墨坩埚外围，所述上保温筒（5）上还设有石墨大盖（15），所述石墨大盖（15）的中部设有通孔，导流筒装配在通孔内，所述导流筒内设有水冷屏（2），所述下保温筒（14）下还设有护底压板（16），所述护底压板（16）与炉体底端之间设有第二保温材料层（17），所述炉体的底端设有加热电极（12），加热电极（12）穿透所述护底压板（16）及第二保温材料层（17），所述炉体内还设有熔料坩埚（18）、物料管道（20）、第二加热器（19）及气固旋风分离器（21），所述熔料坩埚（18）设置于所述导流筒与上保温筒（5）之间且位于石英坩埚（8）上方，所述熔料坩埚（18）的底端设有孔，所述物料管道（20）的一端设置有上端开有排气口（22）的所述气固旋风分离器（21），另一端穿透所述石墨大盖（15）与所述熔料坩埚（18）连接，所述熔料坩埚（18）底端的两侧设有所述第二加热器（19）；

所述颗粒硅加料装置包括颗粒硅料筒（29）、石英料管（27）、进气口（28）及出气口（31），所述颗粒硅料筒（29）用于放置颗粒硅（30），所述石英料管（27）竖直设置于所述颗粒硅料筒（29）中，所述颗粒硅料筒（29）上端的一侧设有进气口（28），另一侧设有出气口（31），所述石英料管（27）上远离颗粒硅（30）的一端通过送料管道（26）及阀门（25）与所述气固旋风分离器（21）的进料口（23）连接。

2.根据权利要求1所述的颗粒硅直接用于CCZ直拉法制备单晶硅的装置，其特征在于：所述的石英坩埚（8）采用高度为400mm的单层石英坩埚。

3.根据权利要求1所述的颗粒硅直接用于CCZ直拉法制备单晶硅的装置，其特征在于：所述石墨坩埚包括埚邦（7）及埚托（9），所述埚托（9）设置于所述埚邦（7）的底端，所述埚托（9）的底端还设有托杆（10），所述托杆（10）穿过炉体的下端将石墨坩埚设置于所述炉体内。

4.根据权利要求2所述的颗粒硅直接用于CCZ直拉法制备单晶硅的装置，其特征在于：所述第一加热器包括侧加热器（6）及底加热器（11），所述侧加热器（6）设置于所述石墨坩埚的两侧，所述侧加热器（6）位于所述石墨坩埚与下保温筒（14）之间，所述底加热器（11）通过所述加热电极（12）固定在炉体的底部，所述底加热器（11）位于所述石墨坩埚的下方。

5.根据权利要求1所述的颗粒硅直接用于CCZ直拉法制备单晶硅的装置，其特征在于：所述导流筒包括外导流筒（4）及设置在外导流筒（4）内的内导流筒（3），所述内导流筒（3）呈圆锥台形，外导流筒（4）呈圆柱形，所述内导流筒（3）和外导流筒（4）之间填充有第三保温材料层（24），所述内导流筒（3）和外导流筒（4）的上端向外延伸形成环形凸边（32），导流筒通过环形凸边（32）嵌装在所述石墨大盖（15）上。

6.根据权利要求5所述的颗粒硅直接用于CCZ直拉法制备单晶硅的装置，其特征在于：所述第一保温材料层（13）、第二保温材料层（17）及第三保温材料层（24）均为保温碳毡或固态毡。

7.根据权利要求1所述的颗粒硅直接用于CCZ直拉法制备单晶硅的装置，其特征在于：所述颗粒硅料筒（29）内的底部对称设有两定位块（1），两定位块（1）之间形成截面为三角形的凹槽，所述石英料管（27）设置于所述凹槽的最底端。