大温度梯度的单晶炉导流筒和单晶炉的制作方法

    专利查询2025-11-26  5


    本发明涉及半导体,具体而言,涉及一种大温度梯度的单晶炉导流筒和单晶炉。


    背景技术:

    1、在光伏行业中,拉晶是一种常用的单晶硅的制备方法;单晶炉则是主要的生产设备。

    2、相关技术提供的单晶炉需要配置导流筒,以使晶棒在导流筒的内腔中生长。

    3、但是,相关技术提供的导流筒难以形成较大的轴向温度梯度,导流筒长时间使用后,保温性能会劣化,进而难以保证高质量的晶棒的生产,难以提高晶棒的生产效率,且导流筒制造成本高。


    技术实现思路

    1、本发明的目的包括提供一种大温度梯度的单晶炉导流筒和单晶炉,该大温度梯度的单晶炉导流筒可以用于单晶炉,且该大温度梯度的单晶炉导流筒能够实现较大的轴向温度梯度的控制,保温性能稳定,能够实现高质量的晶棒生长,以及提高晶棒的生长效率,且导流筒本身的制造成本更低。

    2、本发明的实施例可以这样实现:

    3、第一方面,本发明提供一种大温度梯度的单晶炉导流筒,包括:

    4、外壳,外壳设置有容纳腔,容纳腔内设置有外筒和内筒;其中,

    5、外筒套设于内筒的外部,且与外壳的内壁贴合;外筒的制备材料为聚丙烯腈基石墨毡;

    6、内筒包括第一保温填充部、第二保温填充部和第三保温填充部;第一保温填充部、第二保温填充部和第三保温填充部沿外壳的轴向从下至上依次层叠设置;

    7、第一保温填充部包括黏胶基石墨毡层和聚丙烯腈基石墨毡层;

    8、第二保温填充部和第三保温填充部包括毡粉粘合填充物;第三保温填充部设置有通孔,且通孔贯穿外壳远离外筒的一侧侧壁。

    9、在可选的实施方式中,第一保温填充部包括至少两个填充层,至少两个填充层中包括第一填充层和第二填充层;其中,

    10、第一填充层包括多层聚丙烯腈基石墨毡层,且多层聚丙烯腈基石墨毡层沿外壳的径向依次层叠设置;

    11、第二填充层包括层叠设置于第一填充层上的黏胶基石墨毡层,黏胶基石墨毡层与相邻两个聚丙烯腈基石墨毡层之间的缝隙呈夹角分布。

    12、在可选的实施方式中,第二填充层包括多层黏胶基石墨毡层,多层黏胶基石墨毡层沿外壳的轴向从下至上依次层叠设置,且最底层的黏胶基石墨毡层层叠设置于第一填充层的上方。

    13、在可选的实施方式中,第一保温填充部还包括第一保护层和第二保护层,第一保护层设置在第二填充层和外壳的内壁之间;第二保护层和第二保温填充部依次层叠设置于第二填充层的上方;

    14、第一保护层和第二保护层的材料均为聚丙烯腈基石墨毡。

    15、在可选的实施方式中,黏胶基石墨毡层的纤维沿水平方向分布;聚丙烯腈基石墨毡层的纤维的平均长度为150-160μm;黏胶基石墨毡层和聚丙烯腈基石墨毡层两者中的至少一者的厚度为8-12mm。

    16、在可选的实施方式中,第三保温填充部还包括支撑件,支撑件支撑于通孔的内壁。

    17、在可选的实施方式中,支撑件包括钨钼环和凸起部,凸起部连接于钨钼环的轴向的端部,钨钼环支撑于通孔的内壁,凸起部相对于钨钼环朝向内筒的外侧分布,凸起部用于向内筒的外部反射热量。

    18、在可选的实施方式中,第三保温填充部设置有多个通孔,多个通孔的总面积占第三保温填充部的总面积的5-13%;通孔的孔径为5-10mm;

    19、沿外壳的轴向,多个通孔呈多排分布,且从下至上多个通孔的孔径逐渐增大。

    20、在可选的实施方式中,第一保温填充部的高度大于或等于300mm;第三保温填充部的高度为145-155mm。

    21、第二方面,本发明提供一种单晶炉,包括前述实施方式任一项的大温度梯度的单晶炉导流筒。

    22、本发明实施例提供的大温度梯度的单晶炉导流筒的有益效果包括:本发明实施例提供的大温度梯度的单晶炉导流筒包括外壳,外壳设置有容纳腔,容纳腔内设置有外筒和内筒,外筒套设于内筒的外部,且与外壳的内壁贴合;外筒的制备材料为聚丙烯腈基石墨毡;内筒包括第一保温填充部、第二保温填充部和第三保温填充部;第一保温填充部、第二保温填充部和第三保温填充部沿外壳的轴向从下至上依次层叠设置;第一保温填充部包括黏胶基石墨毡层和聚丙烯腈基石墨毡层;第二保温填充部和第三保温填充部包括毡粉粘合填充物;第三保温填充部设置有通孔,且通孔贯穿外壳远离外筒的一侧侧壁。包括黏胶基石墨毡层和聚丙烯腈基石墨毡层的第一保温填充部的保温效果最好,其温度高于第二保温填充部和第三保温填充部的温度,而第三保温填充部设置有通孔,且通孔贯穿外壳远离外筒的一侧侧壁,使得第三保温填充部的散热性能相比于第二保温填充部更好,第三保温填充部的温度低于第二保温填充部;这样一来,即可利用填充材料和结构不同的第一保温填充部、第二保温填充部和第三保温填充部形成不同的保温效果,从而在导流筒的轴向上形成更大的温度梯度,也即,可以利用导流筒实现较大的轴向温度梯度的控制,以实现高质量的晶棒生长,以及提高晶棒的生长效率。聚丙烯腈基石墨毡价格最高,保温性能最好,不易粉化;黏胶基石墨毡层价格次之,保温性能稍差,相比聚丙烯腈基石墨毡更易于粉化;毡粉粘合填充物,价格最低,不易粉化,保温性能相对较差,结构稳定;通过在高温区混合使用黏胶基石墨毡层和聚丙烯腈基石墨毡层,降低成本的同时,提高保温性能,使得保温结构也更为稳定,并延长使用寿命,上部低温区使用不同结构的第二保温填充部和第三保温填充部,以进一步提高温度梯度的调节,且成本低,保温结构稳定,使用寿命同样得到延长,通过上述结构,综合下来延长各部分使用寿命,可进一步降低使用成本。

    23、本发明实施例提供的单晶炉包括前述大温度梯度的单晶炉导流筒的全部有益效果,例如:利用导流筒实现较大的轴向温度梯度的控制,以实现高质量的晶棒生长,以及提高晶棒的生长效率。



    技术特征:

    1.一种大温度梯度的单晶炉导流筒,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的大温度梯度的单晶炉导流筒,其特征在于,所述第一保温填充部(220)包括至少两个填充层,至少两个所述填充层中包括第一填充层(221)和第二填充层(222);其中,

    3.根据权利要求2所述的大温度梯度的单晶炉导流筒,其特征在于,所述第二填充层(222)包括多层所述黏胶基石墨毡层(2221),多层所述黏胶基石墨毡层(2221)沿所述外壳(210)的轴向从下至上依次层叠设置,且最底层的所述黏胶基石墨毡层(2221)层叠设置于所述第一填充层(221)的上方。

    4.根据权利要求2所述的大温度梯度的单晶炉导流筒,其特征在于,所述第一保温填充部(220)还包括第一保护层(223)和第二保护层(224),所述第一保护层(223)设置在所述第二填充层(222)和所述外壳(210)的内壁之间;所述第二保护层(224)和所述第二保温填充部(230)依次层叠设置于所述第二填充层(222)的上方;

    5.根据权利要求1所述的大温度梯度的单晶炉导流筒,其特征在于,所述黏胶基石墨毡层(2221)的纤维沿水平方向分布;所述聚丙烯腈基石墨毡层(2211)的纤维的平均长度为150-160μm;所述黏胶基石墨毡层(2221)和所述聚丙烯腈基石墨毡层(2211)两者中的至少一者的厚度为8-12mm。

    6.根据权利要求1所述的大温度梯度的单晶炉导流筒,其特征在于,所述第三保温填充部(240)还包括支撑件(250),所述支撑件(250)支撑于所述通孔(241)的内壁。

    7.根据权利要求6所述的大温度梯度的单晶炉导流筒,其特征在于,所述支撑件(250)包括钨钼环(251)和凸起部(252),所述凸起部(252)连接于所述钨钼环(251)的轴向的端部,所述钨钼环(251)支撑于所述通孔(241)的内壁,所述凸起部(252)相对于所述钨钼环(251)朝向所述内筒(200)的外侧分布,所述凸起部(252)用于向所述内筒(200)的外部反射热量。

    8.根据权利要求1所述的大温度梯度的单晶炉导流筒,其特征在于,所述第三保温填充部(240)设置有多个所述通孔(241),多个所述通孔(241)的总面积占所述第三保温填充部(240)的总面积的5-13%;所述通孔(241)的孔径为5-10mm;

    9.根据权利要求1所述的大温度梯度的单晶炉导流筒,其特征在于,所述第一保温填充部(220)的高度大于或等于300mm;所述第三保温填充部(240)的高度为145-155mm。

    10.一种单晶炉,其特征在于,包括权利要求1-9任一项所述的大温度梯度的单晶炉导流筒。


    技术总结
    本发明涉及半导体技术领域,具体而言,涉及一种大温度梯度的单晶炉导流筒和单晶炉;大温度梯度的单晶炉导流筒用于单晶炉,该导流筒包括外壳,外壳设置有容纳腔,容纳腔内设置有外筒和内筒;外筒的制备材料为聚丙烯腈基石墨毡、且其套设于内筒的外部,并与外壳的内壁贴合;内筒包括从下至上依次层叠设置的第一保温填充部、第二保温填充部和第三保温填充部;第一保温填充部包括黏胶基石墨毡层和聚丙烯腈基石墨毡层;第二保温填充部和第三保温填充部包括毡粉粘合填充物,第三保温填充部设置有通孔,且通孔贯穿外壳远离外筒的一侧侧壁。该大温度梯度的单晶炉导流筒能实现较大的轴向温度梯度的控制,以实现高质量的晶棒生长,并提高晶棒的生长效率。

    技术研发人员:魏子涵
    受保护的技术使用者:苏州晨晖智能设备有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
    转载请注明原文地址:https://tc.8miu.com/read-32207.html

    最新回复(0)