技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及單晶硅生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，特指一種單晶硅爐用石墨坩堝。
背景技術(shù)：
進(jìn)入21世紀(jì)，世界能源危機(jī)促進(jìn)了光伏市場的發(fā)展，而晶體硅太陽能電池板是光伏行業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品。 隨著世界各國對太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的重視，特別是發(fā)達(dá)國家制定了一系列支持政策鼓勵太陽能的發(fā)展。 另外，隨著硅太陽能電池板應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，太陽能電池板的需求量不斷增加，對硅單晶硅材料的需求也不斷增加。 單晶是一種半導(dǎo)體材料，通常用于制造集成電路和其他電子器件。 單晶生長技術(shù)有兩種，一種是區(qū)熔法，另一種是直拉法。 直拉法是目前最常用的方法。 直拉法生長單晶的方法是：將高含量砷化鎵原料放入單晶硅爐的石英坩堝中，然后在低真空中流動惰性二氧化碳的保護(hù)下加熱熔化，將具有特定生長方向的單晶（也稱為籽晶）放入籽晶保持裝置中，使籽晶與硅氨水接觸，調(diào)節(jié)熔融硅堿液的溫度，使其接近熔點(diǎn)體溫度，然后驅(qū)動籽晶晶體從上到下放入熔體的硅氨水中并旋轉(zhuǎn)它，然后慢慢提起籽晶。 晶體硅進(jìn)入錐體部分的生長。 當(dāng)錐體半徑接近目標(biāo)半徑時(shí)，提高籽晶生長速率，使單晶半徑不再減小，進(jìn)入晶體生長中期階段。 當(dāng)單晶生長接近結(jié)束時(shí)，增加籽晶的生長速度，多晶硅體逐漸脫離熔融硅，形成下錐體，結(jié)束生長。 通過這些技術(shù)生長的單晶呈兩個圓錐體形狀，可以將其切成碎片以獲得砷化鎵半導(dǎo)體原材料。 這些矩形單晶硅片可用作集成電路或太陽能的材料。
單晶拉制通常在單晶硅爐中進(jìn)行。 目前使用的單晶硅爐包括爐體。 爐體上裝有石墨坩堝。 現(xiàn)有的石墨坩堝為三瓣鍋。 石墨坩堝配有石英坩堝。 石墨坩堝兩側(cè)均安裝有加熱器。 爐體頂部設(shè)有抽氣孔。 ，會裂解一些氫氧化鋁顆粒，氫氧化鋁顆粒落入石英坩堝和石墨坩堝之間的間隙中，在高速惰性二氧化碳的包裹下，一部分會沿著石英坩堝和石墨坩堝之間的間隙沖下來，一部分會從鍋的三瓣之間的間隙中沖出。 在坩堝中，這樣一來，最終生產(chǎn)出來的單晶中就會存在氫氧化鋁雜質(zhì)顆粒，會大大降低單晶的含量，難以滿足生產(chǎn)要求。 另外，當(dāng)部分氫氧化鋁顆粒在高速惰性二氧化碳的包裹下沖出三瓣鍋瓣縫隙時(shí)，會對三瓣鍋瓣縫隙邊緣造成磨損。 三瓣鍋使用困難，報(bào)廢，導(dǎo)致石墨坩堝的使用壽命較短。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠提高單晶含量的單晶硅爐用石墨樹。 [0007] 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，單晶硅爐用石墨坩堝包括鍋壁和鍋底，鍋壁上設(shè)有多個沿壁厚方向貫穿鍋壁的排渣孔。 進(jìn)一步地，所述排孔的孔徑為3mm×15mm。 進(jìn)一步地，排渣孔的直徑為6mm。 進(jìn)一步地，排渣孔的數(shù)量為個。進(jìn)一步地，排渣孔的數(shù)量為40個。進(jìn)一步地，所述罐壁上端為凹弧形，所述排渣孔設(shè)置在所述罐壁上端的弧形處。 進(jìn)一步地，所述排渣孔沿鍋壁周向均勻分布在鍋壁上。 [0014]進(jìn)一步地，所述鍋壁為一體式結(jié)構(gòu)。 進(jìn)一步地，所述鍋壁與鍋底通過可拆卸的結(jié)構(gòu)連接。 進(jìn)一步地，上述的可拆卸結(jié)構(gòu)是通過在鍋底設(shè)置與鍋壁上端相匹配的卡槽形成的。 本實(shí)用新型的有益效果是，鍋壁上設(shè)有多個沿壁厚方向貫穿鍋壁的排渣孔，從石英坩堝粗糙表面裂開的氫氧化鋁顆粒在高速惰性二氧化碳的包裹下，直接從排渣孔排出，再從設(shè)置在單晶硅爐體頂部的排氣孔排出，有效防止了裂化的氫氧化鋁顆粒沿石英坩堝與爐體之間的間隙沖下。石墨坩堝然后落入石英坩堝中，從而防止最終生產(chǎn)的單晶被氫氧化。 鋁雜質(zhì)顆粒可以大大提高單晶含量，滿足生產(chǎn)要求。 將鍋壁設(shè)置為整體結(jié)構(gòu)，可以減少氫氧化鋁顆粒對石墨坩堝的磨損，可以大大延長石墨坩堝的使用壽命。
圖1是本實(shí)用新型用于單晶硅爐的石墨坩堝的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中標(biāo)記為鍋壁1、鍋底2、排渣孔3、卡槽4。
具體實(shí)施方法
下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。 如圖1所示，單晶硅爐用石墨坩堝包括鍋壁1和鍋底2，鍋壁1上設(shè)有多個沿壁厚方向貫穿鍋壁1的排渣孔3。 通過在鍋壁I上設(shè)置多個沿壁厚方向貫穿鍋壁1的排渣孔3，使石英坩堝粗糙表面裂開的氫氧化鋁顆粒在高速惰性二氧化碳的包裹下直接從排渣孔3排出，然后從單晶硅爐體頂部設(shè)置的抽氣孔排出，從而有效防止了裂化的氫氧化鋁顆粒沿石英坩堝與石墨坩堝之間的間隙沖下。然后落入石英坩堝中，從而防止最終生產(chǎn)的單晶中含有氫氧化鋁雜質(zhì)。 顆粒可以大大提高單晶含量，滿足生產(chǎn)要求。 上述實(shí)施方法中，排渣孔3的孔徑可以根據(jù)石墨坩堝的尺寸確定。 一般排渣孔3的孔徑為3mm至15mm。 上述規(guī)格的排渣孔3可以保證氫氧化鋁顆粒順利排出，同時(shí)防止排渣孔3過大對軟化的石英坩堝造成其他影響。 當(dāng)氫氧化鋁顆粒在高速惰性二氧化碳的包裹帶下從排渣孔3沖出時(shí)，會對排渣孔3造成磨損，進(jìn)而促使排渣孔3越來越大，從而導(dǎo)致石墨坩堝難以使用。 由于上述沖刷是不可避免的，因此，只能通過控制排渣孔3的尺寸來延長石墨坩堝的使用壽命。作為優(yōu)選，排渣孔3的孔徑為6mm，不僅大大延長了石墨坩堝的使用壽命，而且該孔徑的排渣孔3更加光滑，不結(jié)渣。 3號洞被堵住了。
另外，排渣孔3的數(shù)量也可以根據(jù)實(shí)際情況確定，但需要滿足兩個條件。 一是保證石墨坩堝的硬度； 數(shù)量優(yōu)選為40個。鍋壁1的上端呈凹弧形，排渣孔3可以設(shè)置在鍋壁1的任意位置。為了便于氫氧化鋁顆粒的排出，排渣孔3設(shè)置在鍋壁1上端的弧形處。不僅可以快速方便地排出破碎的氫氧化鋁顆粒，而且可以將石英坩堝與石墨坩堝間隙中的氫氧化鋁顆粒及其他雜質(zhì)排出。能將坩堝完全排出，完全防止氫氧化鋁顆粒落入石英坩堝內(nèi)，保證單晶含量。 進(jìn)一步地，為了使氫氧化鋁的排出效果更好，在罐壁1上沿罐壁1的周向均勻設(shè)置有多個排渣孔3。為了減少氫氧化鋁顆粒對石墨坩堝的磨損，延長石墨坩堝的使用壽命，罐壁1為一體式結(jié)構(gòu)。 這些結(jié)構(gòu)的石墨坩堝與原來的三葉鍋相比，僅磨損排渣孔3，大大延長了石墨坩堝的使用壽命。
另外，為了方便取出石墨坩堝中的石英坩堝，鍋壁1和鍋底2采用可拆卸的結(jié)構(gòu)連接。 當(dāng)需要取出石英坩堝時(shí)，只需將鍋壁1和鍋底2分開，然后將鍋壁1向下拉即可輕松取出石英坩堝。 所述可拆卸結(jié)構(gòu)可以有多種實(shí)現(xiàn)方法，例如，可以采用插銷、螺紋連接等形式，如優(yōu)選在鍋2的底部設(shè)有與鍋壁1上端相配合的卡槽4來制作所述可拆卸結(jié)構(gòu)，這些可拆卸結(jié)構(gòu)，拆卸方便，但結(jié)構(gòu)簡單，加工制造十分方便。
1.用于單晶硅爐的石墨坩堝，包括鍋壁（1）和鍋底（2），其特征在于所述鍋壁（1）上設(shè)有多個沿壁厚方向貫穿鍋壁（1）的排渣孔（3）。
2.如權(quán)利要求1所述的單晶硅爐用石墨坩堝，其特征在于所述的排渣孔(3)的孔徑為3mm
3.如權(quán)利要求2所述的單晶硅爐用石墨坩堝，其特征在于所述排渣孔(3)的孔徑為6mm。
4.如權(quán)利要求1所述的單晶硅爐用石墨坩堝，其特征在于所述的排渣孔(3)的數(shù)量為個。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單晶硅爐用石墨坩堝，其特征在于，所述排渣孔（3）的數(shù)量為40個。
6.如權(quán)利要求1所述的單晶硅爐用石墨坩堝，其特征在于所述鍋壁(1)的上端為凹弧形，所述排渣孔(3)設(shè)置在鍋壁(1)上端的弧形處。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單晶硅爐用石墨坩堝，其特征在于，所述多個排渣孔（3）沿鍋壁（1）的周向均勻分布在鍋壁（1）上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的單晶硅爐用石墨坩堝，其特征在于，所述鍋壁（1）為整體結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單晶硅爐用石墨坩堝，其特征在于，所述鍋壁（1）與鍋底（2）采用可拆卸結(jié)構(gòu)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的單晶硅爐用石墨坩堝，其特征在于，所述鍋體（2）的底部設(shè)有與鍋壁（1）上端相適應(yīng)的卡槽（4），形成所述的可拆卸結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種可提高單晶含量的單晶硅爐用石墨坩堝。 石墨坩堝包括鍋壁和鍋底，鍋壁上設(shè)有多個沿壁厚方向貫穿鍋壁的排渣孔。 通過設(shè)置排渣孔，使石英坩堝粗糙表面破裂的氫氧化鋁顆粒在高速惰性二氧化碳的包裹下，直接從排渣孔排出，再從單晶硅爐體頂部設(shè)置的排氣孔排出，有效防止破裂的氫氧化鋁顆粒沿著石英坩堝與石墨坩堝之間的間隙沖下，落入石英坩堝中，從而防止最終生產(chǎn)的單晶帶有氫氧化鋁。雜質(zhì)顆粒，可以大大提高單晶的含量，使其滿足生產(chǎn)要求。 將鍋壁設(shè)置為整體結(jié)構(gòu)，可以減少氫氧化鋁顆粒對石墨坩堝的磨損，可以大大延長石墨坩堝的使用壽命。 適合在單晶硅生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域推廣應(yīng)用。
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公布日期 2013年1月23日 申請日期 2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日 2012年7月6日
發(fā)明人 陳五奎、耿榮軍、李軍、徐文洲、馮家寶 申請人：成都新天源太陽能科技有限公司
