[实用新型]一种单晶炉加热器升降装置及单晶炉

说明书

本实用新型公开一种单晶炉加热器升降装置及单晶炉，涉及单晶硅生长技术领域。用于提高热利用率以及提高晶棒的品质。单晶炉加热器升降装置包括升降模组，升降模组为多个，多个升降模组均设置在单晶炉的下方，由多个升降模组围合形成第一区域，第一区域与单晶炉内坩埚放置区域相对应；与每一升降模组对应均设置：空心密封组件，空心密封组件的顶端紧固设置于单晶炉的下方，空心密封组件的底端随升降模组升降；电极，电极的底端容纳在空心密封组件内，电极的顶端贯穿单晶炉的炉底后容纳在单晶炉内；电极随升降模组升降；连接件，连接件的底端与电极的顶端连接，连接件的顶端与加热器连接；电极、连接件和加热器所具有的内侧面共面。

技术领域

本实用新型涉及单晶硅生长技术领域，尤其涉及一种单晶炉加热器升降装置及单晶炉。

背景技术

单晶炉是拉晶过程中必不可少的装置，其一般包括炉体以及固定在炉体内的加热器。在熔料阶段，盛装有多晶硅料的坩埚一般需要固定放置在加热器所提供的热场内，以实现高温熔料。在等径阶段，需要缓慢向上移动盛装有熔料的坩埚，以控制熔料液位线与热场的相对位置，从而控制熔料的界面温度和液口距(液口距指的是单晶炉中热屏下沿与坩埚中熔料的液位线之间的距离)，从而确保等径效果。

在熔料阶段，由于加热器和坩埚的位置相对固定，会导致加热器辐射至坩埚上的热量不能被未熔融的多晶硅料有效的利用，这将会降低热利用率。基于此，为了确保盛装在坩埚内的多晶硅料充分熔融，需要延长加热器的加热时间。随着化料的进行，在先熔融的熔料以及其对应的坩埚的位置处存在加热过度的情况，这将会提高最终形成的晶棒内的氧含量，从而降低晶棒的品质。并且，在拉晶等径阶段，炉体内的热屏和加热器之间的距离无法实时调整，缓慢向上移动盛装有熔料的坩埚的过程中，坩埚内的对流较为紊乱，这将会进一步降低晶棒的品质。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种单晶炉加热器升降装置及单晶炉，用于提高热利用率以及提高晶棒的品质。

第一方面，本实用新型提供一种单晶炉加热器升降装置，包括：升降模组，升降模组为多个，多个升降模组均设置在单晶炉的下方，由多个升降模组围合形成第一区域，第一区域与单晶炉内坩埚放置区域相对应；与每一升降模组对应均设置：空心密封组件，空心密封组件的顶端紧固设置于单晶炉的下方，空心密封组件的底端随升降模组升降；电极，电极的底端容纳在空心密封组件内，电极的顶端贯穿单晶炉的炉底后容纳在单晶炉内；电极随升降模组升降；连接件，连接件的底端与电极的顶端连接，连接件的顶端与加热器连接；电极、连接件和加热器所具有的内侧面共面。

与现有技术相比，将本实用新型提供的单晶炉加热器升降装置应用于单晶炉时，单晶炉的炉底放置盛装有多晶硅料的坩埚，在初始加热阶段，可以通过升降模组控制电极、连接件和加热器下降，以使加热器位于坩埚的底部。此时，加热器所提供的热场对坩埚底部的辐射强度较大。基于此，位于坩埚底部的多晶硅料开始融化，直至呈熔融状态。

当坩埚底部的多晶炉料熔融后，可以通过升降模组控制电极、连接件和加热器上升，以使加热器位于坩埚的中部以及顶部。此时，加热器所提供的热场对坩埚中部以及顶部的辐射强度较大。基于此，位于坩埚中部和顶部的多晶硅料融化，直至呈熔融状态。而且，由于此时加热器所提供的热场对呈熔融状态的硅料所对应的坩埚位置的辐射强度相对较小，因此，可以有效的降低加热器对坩埚的过度加热，以降低因过度加热而导致的坩埚与熔融多晶硅料反应生成的氧气量，从而提高最终形成的硅棒的品质。

再者，基于坩埚内多晶硅料的状态，通过升降模组控制加热器与坩埚的对应关系，以控制加热器所提供的热场对坩埚不同位置的辐射强度，可以有效的提高多晶硅料对热的利用率，以从整体上降低加热时间，提高加热效率。

在等径阶段，可以通过升降模组控制电极、连接件和加热器上升，以使加热器位于坩埚顶部，具体可以是液位线以上的位置。基于此，可以减少加热器对液位线以下区域的过度烘烤，从而实现坩埚壁的温度降低，减小晶棒头部氧含量。