CN102168300A - 一种用于重掺硅单晶制造的热系统 - Google Patents
一种用于重掺硅单晶制造的热系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102168300A CN102168300A CN 201110084580 CN201110084580A CN102168300A CN 102168300 A CN102168300 A CN 102168300A CN 201110084580 CN201110084580 CN 201110084580 CN 201110084580 A CN201110084580 A CN 201110084580A CN 102168300 A CN102168300 A CN 102168300A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphite
- heat
- heavily
- preservation cylinder
- doped silicon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 17
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 17
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 15
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title abstract description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 23
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 6
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 4
- 238000004781 supercooling Methods 0.000 abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- MMVYPOCJESWGTC-UHFFFAOYSA-N Molybdenum(2+) Chemical compound [Mo+2] MMVYPOCJESWGTC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 241000209456 Plumbago Species 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于重掺硅单晶制造的热系统，包括上保温筒、下保温筒、底盘保温层、支撑盖、大盖和导流筒构成，其特征在于，上保温筒、下保温筒和底盘保温层采用新型复合隔热材料；所述复合隔热材料为碳毡和石墨硬毡层叠而成的多层材料，且在其内表面涂覆有一层光亮的钼金属反射层；支撑盖的材料为石墨硬毡；大盖由石墨和石墨硬毡的复合材料制成，其复合材料下层为石墨硬毡，本发明解决了重掺硅单晶拉制过程中由于温度波动而引起的组分过冷和断苞难题，提高了重掺砷单晶轴向电阻率均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及硅单晶制造设备，特别涉及一种用于重掺硅单晶制造的热系统。
背景技术
传统的热系统的隔热材料通常采用石墨和碳毡相叠加的结构，硬质的石墨在内层起到支撑和反射热辐射的作用，外层由数层碳毡组成，是主要的隔热保温材料。这种隔热结构有其不足之处，首先，由于这种隔热结构内层的石墨隔热材料密度较高，所以其热导率、以及比热都相对较高，其次，由于石墨颜色为黑，所以其反射热辐射的效果较差。热导率相对较高以及热反射能力较低使得加热器需要较大的功率才能保证热场温度的稳定，而如果温度一旦发生波动，由于热系统的比热容较大，调整温度比较缓慢。这就使得热场的稳定性降低。
在重掺硅单晶的生产中，稳定性是影响拉晶的一个重要因素。这是由于重掺硅单晶掺杂浓度较高，所以固液界面之间的扩散层掺杂剂的浓度会响应增大。因此采用上述隔热结构的热系统，热场温度的波动很容易导致组分过冷，使得硅单晶生长界面处形成多处晶核，导致硅单晶变成多晶。
发明内容
本发明的目的就是为克服现有技术的不足，针对在重掺硅单晶拉制过程中由于温度波动而引起的组分过冷和断苞难题，对隔热材料和隔热结构进行改进，提供一种适用于新型隔热材料的热系统设计方案。
本发明是通过这样的技术方案实现的：一种用于重掺硅单晶制造的热系统，包括大盖、上保温筒、支撑盖、下保温筒、底盘保温层和导流筒，其特征在于，上保温筒、下保温筒和底盘保温层采用新型复合隔热材料；所述复合隔热材料为碳毡和石墨硬毡层叠而成的多层材料，且在底盘保温层内表面涂覆有一层光亮的钼金属反射层；所述的支撑盖的材料为石墨硬毡；所述的大盖由石墨和石墨硬毡的复合材料制成，其复合材料下层为石墨硬毡。
所述上保温筒厚度为40±10mm、下保温筒厚度为70±10mm、底盘保温层厚度为80±10mm；
本发明采用的方案首先使热系统在有效地保证隔热材料强度的同时降低其密度，降低比热容；第二是提高表面对内部热辐射的反射作用；第三是降低隔热材料的热导率，提高其隔热效果；而对于新型热场，主要调整了大盖和支撑盖的材质以提高热场的密封性；本发明解决了重掺硅单晶拉制过程中由于温度波动而引起的组分过冷和断苞难题，提高了重掺砷单晶轴向电阻率均匀性，取得了良好的效果。
附图说明
图1为用于重掺硅单晶制造的热系统的剖视图。
图中：1、大盖，2、上保温筒，3、支撑盖，4、下保温筒，5、排气管道，6、底盘保温层，7、加热器，8、石墨坩埚，9、导流筒。
具体实施方式
为了更清楚的理解本发明，结合附图和实施例详细描述本发明：
如图1所示，用于重掺硅单晶制造的热系统，包括大盖1、上保温筒2、支撑盖3、下保温筒4 、排气管道5、底盘保温层6、加热器7、石墨坩埚8及导流筒9构成，上保温筒2、下保温筒4和底盘保温层6采用新型复合隔热材料；复合隔热材料为定制的碳毡和石墨硬毡层叠的多层材料，且在底盘保温层6内表面涂覆有一层光亮的钼金属反射层；的支撑盖3的材料为石墨硬毡；大盖1由石墨和石墨硬毡的复合材料制成，其复合材料下层为石墨硬毡。
上保温筒2厚度为40±10mm、下保温筒4厚度为70±10mm、底盘保温层6厚度为80±10mm。
本发明与普通热系统的主要区别在于新型热系统的上保温筒2、下保温筒4和底盘保温层6均采用新型复合隔热材料，材料的密度较低且内表面涂覆一层光亮的钼反射层，所以其热反射能力较高而比热容、热导率较低。
同时热系统的支撑盖3以及大盖1下层均由石墨硬毡制成，与石墨相比此种材料具有一定的弹性，使得热系统的整体密封性有了很大提高，避免的热能的散失。
同时本发明尽量减小了支撑盖3内径，这样会使热场下部温度更加稳定的同时，增加了晶体生长界面处的温度梯度。
在以上多种因素的共同作用下，热场的温度稳定性被大大提高，从而避免了组分过冷和断苞的发生，取得了良好的效果。
在清洁炉子热系统时，可以将热系统的组件全部取出进行清洁。由于采用了新型的复合隔热材料，所以各部分组件质量很轻，非常便于取运。
根据上述说明，结合本领域技术可实现本发明的方案。
Claims (2)
1.一种用于重掺硅单晶制造的热系统，包括大盖（1）、上保温筒（2）、支撑盖（3）、下保温筒（4）、底盘保温层（6）、和导流筒（9），其特征在于，上保温筒（2）、下保温筒（4）和底盘保温层（6）采用新型复合隔热材料；所述复合隔热材料为碳毡和石墨硬毡层叠而成的多层材料，且在底盘保温层（6）内表面涂覆有一层光亮的钼金属反射层；所述的支撑盖（3）的材料为石墨硬毡；所述的大盖（1）由石墨和石墨硬毡的复合材料制成，其复合材料下层为石墨硬毡。
2.根据权利要求1所述一种用于重掺硅单晶制造的热系统，其特征在于，所述上保温筒（2）厚度为40±10mm、下保温筒（4）厚度为70±10mm、底盘保温层（6）厚度为80±10mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201110084580 CN102168300A (zh) | 2011-04-06 | 2011-04-06 | 一种用于重掺硅单晶制造的热系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201110084580 CN102168300A (zh) | 2011-04-06 | 2011-04-06 | 一种用于重掺硅单晶制造的热系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102168300A true CN102168300A (zh) | 2011-08-31 |
Family
ID=44489608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201110084580 Pending CN102168300A (zh) | 2011-04-06 | 2011-04-06 | 一种用于重掺硅单晶制造的热系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102168300A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102732949A (zh) * | 2012-06-21 | 2012-10-17 | 芜湖昊阳光能股份有限公司 | 一种石墨热场的导流筒结构 |
| CN103103607A (zh) * | 2013-02-25 | 2013-05-15 | 天津市环欧半导体材料技术有限公司 | 一种拉制8英寸重掺砷硅单晶的热系统 |
| CN105177701A (zh) * | 2015-10-14 | 2015-12-23 | 江苏华盛天龙光电设备股份有限公司 | 一种低能耗单晶炉 |
| CN116590785A (zh) * | 2023-06-12 | 2023-08-15 | 吕铁铮 | 降低硅晶体炉热损失的方法、热场结构及硅晶体炉 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1995485A (zh) * | 2006-12-06 | 2007-07-11 | 天津市环欧半导体材料技术有限公司 | <110>无位错硅单晶的制造方法 |
| CN201058893Y (zh) * | 2007-07-19 | 2008-05-14 | 任丙彦 | 直拉法生长掺镓硅单晶的装置 |
| CN201485535U (zh) * | 2009-08-13 | 2010-05-26 | 合肥景坤新能源有限公司 | 双加热系统硅单晶生长装置 |
| CN101864591A (zh) * | 2010-06-04 | 2010-10-20 | 浙江芯能光伏科技有限公司 | 一种硅单晶炉热场系统的改进方法 |
| CN101906660A (zh) * | 2009-06-03 | 2010-12-08 | 芜湖升阳光电科技有限公司 | 一种大直径硅晶体生长装置 |
| CN101979720A (zh) * | 2010-11-30 | 2011-02-23 | 奥特斯维能源（太仓）有限公司 | 一种单晶炉热场 |
| CN202039153U (zh) * | 2011-04-06 | 2011-11-16 | 天津市环欧半导体材料技术有限公司 | 用于重掺硅单晶制造的热系统 |
-
2011
- 2011-04-06 CN CN 201110084580 patent/CN102168300A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1995485A (zh) * | 2006-12-06 | 2007-07-11 | 天津市环欧半导体材料技术有限公司 | <110>无位错硅单晶的制造方法 |
| CN201058893Y (zh) * | 2007-07-19 | 2008-05-14 | 任丙彦 | 直拉法生长掺镓硅单晶的装置 |
| CN101906660A (zh) * | 2009-06-03 | 2010-12-08 | 芜湖升阳光电科技有限公司 | 一种大直径硅晶体生长装置 |
| CN201485535U (zh) * | 2009-08-13 | 2010-05-26 | 合肥景坤新能源有限公司 | 双加热系统硅单晶生长装置 |
| CN101864591A (zh) * | 2010-06-04 | 2010-10-20 | 浙江芯能光伏科技有限公司 | 一种硅单晶炉热场系统的改进方法 |
| CN101979720A (zh) * | 2010-11-30 | 2011-02-23 | 奥特斯维能源（太仓）有限公司 | 一种单晶炉热场 |
| CN202039153U (zh) * | 2011-04-06 | 2011-11-16 | 天津市环欧半导体材料技术有限公司 | 用于重掺硅单晶制造的热系统 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102732949A (zh) * | 2012-06-21 | 2012-10-17 | 芜湖昊阳光能股份有限公司 | 一种石墨热场的导流筒结构 |
| CN103103607A (zh) * | 2013-02-25 | 2013-05-15 | 天津市环欧半导体材料技术有限公司 | 一种拉制8英寸重掺砷硅单晶的热系统 |
| CN103103607B (zh) * | 2013-02-25 | 2015-04-08 | 天津市环欧半导体材料技术有限公司 | 一种拉制8英寸重掺砷硅单晶的热系统 |
| CN105177701A (zh) * | 2015-10-14 | 2015-12-23 | 江苏华盛天龙光电设备股份有限公司 | 一种低能耗单晶炉 |
| CN116590785A (zh) * | 2023-06-12 | 2023-08-15 | 吕铁铮 | 降低硅晶体炉热损失的方法、热场结构及硅晶体炉 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN202039153U (zh) | 用于重掺硅单晶制造的热系统 | |
| CN102168300A (zh) | 一种用于重掺硅单晶制造的热系统 | |
| CN103215635B (zh) | 一种蓝宝石单晶炉保温结构 | |
| CN110030743A (zh) | 一种基于界面光热转换的MOFs/生物质基碳复合光热转换材料的制备方法及应用 | |
| CN101979720A (zh) | 一种单晶炉热场 | |
| CN101864591A (zh) | 一种硅单晶炉热场系统的改进方法 | |
| CN203923453U (zh) | 泡生法蓝宝石单晶炉保温结构 | |
| CN205205271U (zh) | 一种单晶炉热场 | |
| CN103074607A (zh) | 石墨盘、具有上述石墨盘的反应腔室 | |
| CN202626287U (zh) | 石墨盘、具有上述石墨盘的反应腔室 | |
| CN211471633U (zh) | 一种用于单晶生长炉的保温筒预制体 | |
| Yan et al. | Asymmetric Pt nanoparticles with high lattice strain grown onto 3D graphene film as efficient integrated catalyst layer for proton exchange membrane fuel cells | |
| CN204898117U (zh) | 用于太阳能单晶硅炉的热场装置 | |
| CN202187081U (zh) | 一种单晶炉热场 | |
| CN103077984B (zh) | 一种n型硅衬底的双pin结双面太阳能电池 | |
| CN215757733U (zh) | 一种单晶炉用组合保温筒 | |
| CN202380135U (zh) | 一种晶体生长炉的绝热结构 | |
| CN202954145U (zh) | 单晶炉 | |
| CN220999942U (zh) | 单晶炉 | |
| CN202954143U (zh) | 一种上下分体坩埚 | |
| CN110670132B (zh) | 晶硅铸锭加热器 | |
| CN217904295U (zh) | 热光伏系统 | |
| CN203333810U (zh) | 一种蓝宝石单晶炉保温结构 | |
| CN115896924A (zh) | 一种直拉单晶炉保温装置及保温方法 | |
| CN112768386B (zh) | 一种应用于异质结太阳能电池的拼接组装载板 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20110831 |