一種直拉單晶用加熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于單晶硅制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種直拉單晶用加熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]直拉法又稱為切克勞斯基法，簡稱CZ法。CZ法的特點是將裝在坩禍中的多晶硅化料以形成熔體，然后將籽晶插入熔體表面進行熔接，同時轉(zhuǎn)動并提升籽晶，依次經(jīng)過引晶、放肩、轉(zhuǎn)肩、等徑生長及收尾過程，提拉生長硅單晶。
[0003]隨著光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，直拉單晶的生產(chǎn)成本及成品品質(zhì)面臨著更高的要求。熱場與單晶提拉速度、雜質(zhì)含量及缺陷分布等一系列參數(shù)息息相關(guān)，直接影響直拉單晶的成本與品質(zhì)。現(xiàn)有的直拉單晶熱場，通常采用對筒形石墨元件開槽加工而成的方波形加熱器，其控制方式單一、加熱功率相對固定，難以配合熱場的其他部件、形成優(yōu)化的溫度分布，逐漸跟不上產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種直拉單晶用加熱器，可以調(diào)節(jié)直拉單晶生長時的溫度梯度。
[0005]本實用新型所采用的一種技術(shù)方案是:一種直拉單晶用加熱器，包括加熱器主體，加熱器主體具有相對的第一端部和第二端部，加熱器主體具有多個自第一端部向第二端部延伸的第一狹槽以及多個自第二端部向第一端部延伸的第二狹槽，多個第一狹槽與多個第二狹槽交替設(shè)置，相鄰的兩個第一狹槽之間形成一個發(fā)熱單元，每個發(fā)熱單元均包括多個相連接的加熱段，至少一個加熱段具有開口。
[0006]本實用新型的特點還在于，
[0007]發(fā)熱單元包括沿加熱器主體的軸向設(shè)置的第一加熱段與第二加熱段，第一加熱段或第二加熱段形成于一個第一狹槽與一個相鄰的第二狹槽之間，開口開設(shè)于第一加熱段和/或第二加熱段，并靠近第一端部或第二端部。
[0008]發(fā)熱單元還包括垂直于加熱器主體的軸向設(shè)置的第一連接加熱段以及第二連接加熱段，第一連接加熱段靠近第一端部、并連接于第一加熱段和第二加熱段之間，第二連接加熱段靠近第二端部、且用于連接兩個相鄰的發(fā)熱單元，開口還開設(shè)于第一連接加熱段或第二連接加熱段。
[0009]開口開設(shè)于第一連接加熱段，而且第一加熱段和/或第二加熱段的開口靠近第一連接加熱段。
[0010]本實用新型的有益效果是:本實用新型的一種直拉單晶用加熱器，在發(fā)熱單元的加熱段上具有開口結(jié)構(gòu)，可根據(jù)產(chǎn)品品質(zhì)需求進行相應(yīng)地調(diào)整，如，改變開口的位置、形狀及大小，利用該一種直拉單晶用加熱器拉制單晶硅，能形成適應(yīng)高拉速、低雜質(zhì)含量、低缺陷等各種需求的、優(yōu)化的溫度梯度，從而最終獲得高品質(zhì)的單晶硅。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的一種直拉單晶用加熱器的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是本實用新型的一種直拉單晶用加熱器的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中，10.第一端部，20.第二端部，1.第一狹槽，2.第二狹槽，3.第一加熱段，4.第二加熱段，5.第一連接加熱段，6.第二連接加熱段，7.第一開口，8.第二開口。
【具體實施方式】
[0014]本實用新型提供的一種直拉單晶用加熱器包括加熱器主體，加熱器主體具有相對的第一端部10和第二端部20，加熱器主體具有多個自第一端部10向第二端部20延伸的第一狹槽I以及多個自第二端部20向第一端部10延伸的第二狹槽2，多個第一狹槽I與多個第二狹槽2交替設(shè)置，相鄰的兩個第一狹槽I之間形成一個發(fā)熱單元，每個發(fā)熱單元均包括多個相連接的加熱段，至少一個所述加熱段具有開口。
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進行詳細說明。
[0016]實施例1
[0017]本實用新型提供的一種直拉單晶用加熱器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其加熱器主體具有相對的第一端部10及第二端部20，加熱器主體具有多個自第一端部10向第二端部20延伸的第一狹槽I以及多個自第二端部20向第一端部10延伸的第二狹槽2，多個第一狹槽I與多個第二狹槽2交替設(shè)置，相鄰的兩個第一狹槽I之間形成一個發(fā)熱單元。每個發(fā)熱單元均包括多個相連接的加熱段。本實施例中，發(fā)熱單元包括第一加熱段3、第二加熱段4、第一連接加熱段5以及第二連接加熱段6，加熱段包括第一加熱段3和第二加熱段4。第一加熱段3與第二加熱段4沿該加熱器主體的軸向設(shè)置。第一加熱段3與第二加熱段4分別形成于一個第一狹槽I與一個相鄰的第二狹槽2之間。第一連接加熱段5與第二連接加熱段6均垂直于該加熱器主體的軸向設(shè)置。第一連接加熱段5靠近第一端部10，且連接于第一加熱段3與第二加熱段4的端部之間，第二連接加熱段6靠近第二端部20，且將該發(fā)熱單元連接于另一發(fā)熱單元。開口可同時開設(shè)于第一加熱段3和第二加熱段4，也可設(shè)于上述兩個加熱段的任意一個。本實施例中，開口包括第一開口7和第二開口8，第一加熱段3與第二加熱段4在靠近第二端部20處具有第一開口 7，第二連接加熱段6在靠近第二端部20處具有第二開口 8。具體地，第一開口 7與第二開口 8均為矩形。當(dāng)然，也可以選擇性地在部分發(fā)熱單元的第一加熱段3與第二加熱段4上開口，或者選擇性地在第一連接加熱段5上開口，僅需發(fā)熱部分相對于該加熱器主體的軸線對稱即可。
[0018]當(dāng)然，本實用新型的一種直拉單晶用加熱器的第一開口7并不限于在第一加熱段3與第二加熱段4的靠近第二端部20處，也可以在第一加熱段3與第二加熱段4的靠近第一端部10處。第二開口 8并不限于在第二連接加熱段6的靠近第二端部20處，也可以在第一連接加熱段5的靠近第一端部10處。以上開口也可以選擇性地部分設(shè)置而部分不設(shè)置，均能實現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)，其差異只在于調(diào)節(jié)加熱強度的不同。同樣，本實用新型的一種直拉單晶用加熱器的第一開口 7和第二開口 8的數(shù)量都并不限于一個，還可以為兩個或三個或者更多個，相應(yīng)的加熱器各實體之間的間隙也隨之調(diào)整。
[0019]本實施例的一種直拉單晶用加熱器的加熱段具有開口，可以改變加熱器電阻分布，從而改變加熱器各處的加熱功率，實現(xiàn)直拉單晶熱場的優(yōu)化，可獲得各種所需的溫度梯度。
[0020]實施例2
[0021]本實施例的直拉單晶加熱器與實施例1的結(jié)構(gòu)基本相同，其區(qū)別在于，本實施例的第一開口7和第二開口8的截面并非矩形。其中，第一開口7垂直該加熱器軸向的截面積逐漸增大。具體地，第一開口 7形狀為梯形或三角形，第二開口 8的形狀為梯形、三角形或長圓形等。當(dāng)然，還可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)開口的形狀，或者將開口設(shè)計成不貫穿該加熱器內(nèi)外側(cè)的盲槽結(jié)構(gòu)。
[0022]本實施例開口形狀的變化可以形成更有利于溫度梯度的精細化調(diào)節(jié)。
[0023]本實用新型的一種直拉單晶用加熱器使用方法與現(xiàn)有技術(shù)的加熱器使用過程相同，均包括以下步驟:
[0024]第一步，裝料，按常規(guī)方法將單晶爐清爐處理，安裝熱場，確認無故障后，開始加入多晶硅，投料量200kg，合爐后進行抽真空、檢漏、壓力化；
[0025]第二步，利用本實用新型的一種直拉單晶用加熱器化料以形成熔體，提升加熱器的功率至85kw左右，保持氬氣流量為50-90slpm，爐壓為10-20Torr，禍轉(zhuǎn)4-9轉(zhuǎn)/分鐘，多晶硅熔融后形成熔體；
[0026]第三步，使用常規(guī)工藝，依次進行引晶、放肩、轉(zhuǎn)肩與等徑生長，最后進行收尾后即得單晶硅。
[0027]本實用新型的該一種直拉單晶用加熱器拉制單晶硅時能形成適應(yīng)高拉速、低雜質(zhì)含量、低缺陷等各種需求的、優(yōu)化的溫度梯度，從而保證最終直拉得到的單晶硅的品質(zhì)。
【主權(quán)項】
1.一種直拉單晶用加熱器，其特征在于，包括加熱器主體，加熱器主體具有相對的第一端部(10)和第二端部(20)，所述加熱器主體具有多個自所述第一端部(10)向所述第二端部(20)延伸的第一狹槽(I)以及多個自所述第二端部(20)向所述第一端部(10)延伸的第二狹槽(2)，所述多個第一狹槽(I)與多個第二狹槽(2)交替設(shè)置，相鄰的兩個第一狹槽(I)之間形成一個發(fā)熱單元，每個發(fā)熱單元均包括多個相連接的加熱段，至少一個所述加熱段具有開口。2.如權(quán)利要求1所述的一種直拉單晶用加熱器，其特征在于，所述發(fā)熱單元包括沿所述加熱器主體的軸向設(shè)置的第一加熱段(3)與第二加熱段(4)，所述第一加熱段(3)或第二加熱段(4)形成于一個第一狹槽(I)與一個相鄰的第二狹槽(2)之間，所述開口開設(shè)于所述第一加熱段(5)和/或第二加熱段(6)，并靠近第一端部(10)或第二端部(20)。3.如權(quán)利要求2所述的一種直拉單晶用加熱器，其特征在于，所述發(fā)熱單元還包括垂直于所述加熱器主體的軸向設(shè)置的第一連接加熱段(5)以及第二連接加熱段(6)，所述第一連接加熱段(5)靠近所述第一端部(10)、并連接于所述第一加熱段(3)和第二加熱段(4)之間，所述第二連接加熱段(6)靠近所述第二端部(20)、且用于連接兩個相鄰的發(fā)熱單元，所述開口還開設(shè)于所述第一連接加熱段(5)或第二連接加熱段(6)。4.如權(quán)利要求3所述的一種直拉單晶用加熱器，其特征在于，所述開口開設(shè)于所述第一連接加熱段(5)，而且所述第一加熱段(3)和/或第二加熱段(4)的開口靠近所述第一連接加熱段(5)。
【專利摘要】本實用新型公開的一種直拉單晶用加熱器，包括加熱器主體，加熱器主體具有相對的第一端部和第二端部，加熱器主體具有多個自第一端部向第二端部延伸的第一狹槽以及多個自第二端部向第一端部延伸的第二狹槽，多個第一狹槽與多個第二狹槽交替設(shè)置，相鄰的兩個第一狹槽之間形成一個發(fā)熱單元，每個發(fā)熱單元均包括多個相連接的加熱段，至少一個加熱段具有開口。本實用新型的一種直拉單晶用加熱器在發(fā)熱單元的加熱段上具有開口結(jié)構(gòu)，可根據(jù)產(chǎn)品品質(zhì)需求進行相應(yīng)調(diào)整，能形成適應(yīng)高拉速、低雜質(zhì)含量、低缺陷等各種需求的、優(yōu)化的溫度梯度，從而最終獲得高品質(zhì)的單晶硅。
【IPC分類】C30B29/06, C30B15/14
【公開號】CN205115667
【申請?zhí)枴緾N201520860066
【發(fā)明人】吳丹
【申請人】西安通鑫半導(dǎo)體輔料有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年10月30日