專利名稱：具有改進(jìn)加料能力的制造多晶錠的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及多晶錠的生產(chǎn)設(shè)備，尤其是涉及一種改進(jìn)加料能力的制造多晶錠 的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的制造多晶錠的設(shè)備或者系統(tǒng)中，由于用于生產(chǎn)多晶錠(例如多晶硅錠 等)的原料為塊狀或顆粒狀，料塊之間存在大量縫隙，導(dǎo)致裝滿石英坩堝的固態(tài)多晶給料 熔化后體積大幅縮小。為了實現(xiàn)多裝料，可以考慮在加裝多晶給料時，坩堝裝滿后繼續(xù)加裝 多晶給料，使多晶給料在坩堝的上部堆積，然后將蓋板直接放置在多晶給料上。但是，在現(xiàn) 有的蓋板及坩堝保持器的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)條件下，可能帶入碳成分沾污，更為重要的是也容易 造成蓋板在化料過程中滑落或偏離。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的多晶爐裝料時的結(jié)構(gòu)示意圖?，F(xiàn)有技術(shù)的單晶爐包括上爐體 101'；與所述上爐體101'相配合的下爐體102'；設(shè)置在所述下爐體102'內(nèi)的支撐裝 置6'，設(shè)置于所述支撐裝置6'上的石墨固定板5'和石墨固定板5'內(nèi)設(shè)置的石英坩堝 2'；設(shè)置在石墨坩堝5'外周的加熱器31' ,32'；設(shè)置在加熱器31' ,32'外周的隔熱部 件4'。在現(xiàn)有技術(shù)中，通常在坩堝2'之上設(shè)置蓋板7'，從耐高溫等方面考慮，蓋板材 料多采用碳-碳復(fù)合材料。但是由此導(dǎo)致在裝料的過程中，必須控制加料量，防止塊狀或粒 狀多晶給料的堆積過高而與蓋板接觸，導(dǎo)致從蓋板7'的下表面可能帶入碳成分并混入多 晶熔體中，而碳成分的過量混入會嚴(yán)重惡化所生成的多晶錠的質(zhì)量。更重要的是，多晶給料 壘高后，蓋板不能定位，在后續(xù)的化料過程中，蓋板可能會滑落或者偏離其與坩堝的相對位 置。因此現(xiàn)有的多晶爐在多晶裝料上存在一定的限制，而利用多晶爐制造多晶錠成本的昂 貴，裝料量直接決定生產(chǎn)效率和成本，由此就有必要采取技術(shù)措施來增加給料量。
實用新型內(nèi)容有鑒于此，需要提供一種新的制造多晶錠的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)可以提高一次加載的 給料量，從而提高整個多晶錠的生產(chǎn)效率。根據(jù)本實用新型的一方面，提供了一種制造多晶錠的系統(tǒng)，包括上爐體；下爐 體，所述下爐體與所述上爐體相配合以形成爐體空間；坩堝，所述坩堝設(shè)置在爐體空間內(nèi)并 被構(gòu)造成容納給料；至少一個加熱器，所述加熱器用于加熱坩堝并熔化容納在坩堝中的給 料；坩堝保持器，所述坩堝保持器用于保持所述坩堝；隔熱部件，所述隔熱部件容納在所述 爐體空間內(nèi)，并被構(gòu)造成相對于所述坩堝縱向可移動，以控制所述坩堝內(nèi)的多晶硅錠的定 向凝固；蓋板，所述蓋板用于在坩堝被加熱時蓋住坩堝的開口端；其中所述坩堝保持器和 蓋板之一上形成有至少兩個導(dǎo)向件，所述蓋板通過所述導(dǎo)向件相對于所述坩堝保持器沿著 縱向可滑動。由此通過在所述蓋板和所述坩堝保持器之間形成沿著縱向可滑動的導(dǎo)向件8，從
4而可以將化料量一次提高20-30%，這在多晶錠的生產(chǎn)過程中可以極大地降低能耗、減少了 生產(chǎn)周期并同時提高生產(chǎn)效率。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述蓋板包括碳_碳復(fù)合材料層，所述碳_碳復(fù) 合材料層中央形成有第一通氣孔；以及設(shè)置在所述碳_碳復(fù)合材料層下表面之上的隔離 層，所述隔離層的中央形成有與第一通氣孔對應(yīng)的第二通氣孔。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述坩堝保持器的頂壁上形成有至少兩個導(dǎo)向 件；所述蓋板形成有導(dǎo)向孔，所述導(dǎo)向孔對應(yīng)于所述導(dǎo)向件，所述導(dǎo)向件通過所述導(dǎo)向孔可 上下自由滑動。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述至少一個加熱器形成為頂部加熱器和側(cè)加熱
O根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述碳-碳復(fù)合材料層上設(shè)置有導(dǎo)氣管，所述 碳-碳復(fù)合材料層上設(shè)置有導(dǎo)氣管，所述導(dǎo)氣管的中心與所述第一通氣孔中心縱向一致。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述導(dǎo)向件相對于縱向方向形成有0. 1-15度的 錐度，且所述導(dǎo)向件從底部至頂部逐漸變粗。由此，所述蓋板通過所述具有錐度的導(dǎo)向件可以保持滑動的穩(wěn)定性，并最終固定 住所述坩堝的開口端。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述隔離層是從包括含硅化合物、耐160(TC金屬、 硼化物、碳化物、氮化物、以及上述物質(zhì)的混合物中選擇，其中，所述含硅化合物包括碳化 硅、氮化硅、硼化硅，所述耐1600°C金屬包括鎢、鉬、鉭、鈮、釩、鉻、鈦、鋯及其合金，所述硼化 物包含碳化硼、氮化硼、硼化鋯、硼化鑭、硼化鈦、硼化鉭、硼化鉻、硼化鎢、硼化鉬、硼化釩、 硼化鈮，所述碳化物包括碳化鉻、碳化鉭、碳化釩、碳化鋯、碳化鎢、碳化鉬、碳化鈦、碳化鈮， 所述氮化物包括氮化鈦、氮化鎢、氮化鉬、氮化鉻、氮化鈮、氮化鋯、氮化鉭、氮化釩。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述隔離層由通過氣相沉積方法在所述蓋板下表 面上形成的膜構(gòu)成。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述隔離層由固定于所述蓋板下表面上的墊襯所 構(gòu)成。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述導(dǎo)向件由石墨形成且所述導(dǎo)向件的高度為坩 堝高度的1/4-1/2。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述蓋板的邊緣形成有所述導(dǎo)向件，且所述坩堝 保持器的側(cè)壁上沿著縱向方向形成有與所述導(dǎo)向件對應(yīng)的導(dǎo)向槽。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述蓋板的邊緣形成有所述導(dǎo)向件，且所述坩堝 保持器的側(cè)壁中形成有用于導(dǎo)向所述導(dǎo)向件的導(dǎo)向孔。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述蓋板的邊緣形成有導(dǎo)向件，所述導(dǎo)向件與所 述坩堝保持器的外側(cè)壁相匹配，以沿著所述坩堝保持器的外側(cè)壁縱向可滑動。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述蓋板的邊緣上形成有三個或者四個導(dǎo)向件， 且其中兩個導(dǎo)向件彼此相對設(shè)置。根據(jù)本實用新型的另外一方面，提供了一種制造多晶錠的方法，包括以下步驟將 多晶給料放入坩堝中并至滿載，所述坩堝由坩堝保持器保持；繼續(xù)在多晶給料上壘加給料 并壘高；將蓋板蓋住完成加料的坩堝，其中所述多晶爐內(nèi)的坩堝保持器和蓋板之一上形成有至少兩個導(dǎo)向件，所述蓋板通過所述導(dǎo)向件相對于所述坩堝保持器沿著縱向向下滑動； 將裝滿多晶給料的坩堝放置在多晶爐體內(nèi)以制造多晶錠。本實用新型附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述 中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從
以下結(jié)合附圖對實施例的描述中 將變得明顯和容易理解，其中圖1顯示了現(xiàn)有技術(shù)的多晶爐裝料時的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2顯示了根據(jù)本實用新型的一個實施例的制造多晶錠的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3顯示了根據(jù)本實用新型的一個實施例的制造多晶錠的系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)示意 圖，其中顯示了蓋板和坩堝保持器之間連接的第一實施例；圖4顯示了圖3中沿著方向A所示的平面圖；圖5顯示了根據(jù)本實用新型的一個實施例的制造多晶錠的系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)示意 圖，其中顯示了蓋板和坩堝保持器之間連接的第二實施例；圖6A顯示了根據(jù)本實用新型的一個實施例的制造多晶錠的系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)示意 圖，其中顯示了蓋板和坩堝保持器之間連接的第三實施例；圖6B顯示了根據(jù)本實用新型的一個實施例的制造多晶錠的系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)示意 圖，其中顯示了蓋板和坩堝保持器之間連接的第四實施例；圖7顯示了根據(jù)本實用新型的第一實施例的蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8顯示了根據(jù)本實用新型的第二實施例的蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9顯示了根據(jù)本實用新型的一個實施例的制造多晶錠的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，其 中所述系統(tǒng)處于工作狀態(tài)；以及圖10顯示了根據(jù)本實用新型的另一個實施例的制造多晶錠的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖，其中所述系統(tǒng)處于工作狀態(tài)。
具體實施方式
下面詳細(xì)描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始 至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參 考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能解釋為對本實用新型的 限制。本實用新型涉及生長多晶材料的系統(tǒng)或者設(shè)備。下面將參照附圖來詳細(xì)描述根據(jù) 本實用新型的一個實施例的制造多晶錠的系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)，其中圖2顯示了根據(jù)本實用新 型的一個實施例的制造多晶錠的系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3顯示了根據(jù)本實用新型的一 個實施例的制造多晶錠的系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)示意圖，其中顯示了蓋板和坩堝保持器之間連接 的第一實施例；圖4顯示了圖3中沿著方向A所示的平面圖；圖5顯示了根據(jù)本實用新型的 一個實施例的制造多晶錠的系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)示意圖，其中顯示了蓋板和坩堝保持器之間連 接的第二實施例；圖6A顯示了根據(jù)本實用新型的一個實施例的制造多晶錠的系統(tǒng)的部分 結(jié)構(gòu)示意圖，其中顯示了蓋板和坩堝保持器之間連接的第三實施例；圖6B顯示了根據(jù)本實用新型的一個實施例的制造多晶錠的系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)示意圖，其中顯示了蓋板和坩堝保持 器之間連接的第四實施例。需要說明的是，盡管在下述的說明書中討論了多晶硅的制造，但是此處所說明的 技術(shù)不限于多晶硅錠的制造系統(tǒng)或者方法。多種多晶材料可以使用本實用新型的系統(tǒng)或者 設(shè)備來制造多種多晶材料(例如Ge、GaAs等)、氧化物(例如藍(lán)寶石、YAG等)或者氟化物 (例如MgF2、CaF2)等。進(jìn)一步地，普通技術(shù)人員在閱讀了本實用新型的技術(shù)方案之后也可 以將本實用新型的用于改進(jìn)加料能力的制造多晶錠的系統(tǒng)用于制造單晶錠。圖2顯示了根據(jù)本實用新型的一個實施例的制造多晶硅錠的系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)示意 圖。如圖2中所示，該制造多晶錠的系統(tǒng)100包括上爐體101 ；下爐體102，所述下爐體102 與所述上爐體101相配合以形成爐體空間104 ；坩堝1，所述坩堝1設(shè)置在下爐體102內(nèi)并 被構(gòu)造成容納給料(如圖2中所示)；至少一個加熱器31、32，所述加熱器31、32用于加熱 坩堝1并熔化容納在坩堝1中的給料；坩堝保持器5，所述坩堝保持器5用于保持所述坩堝 1 ；坩堝支座6，容納所述坩堝1的所述坩堝保持器5設(shè)置在所述坩堝支座6上；隔熱部件4， 所述隔熱部件4容納在所述爐體空間104內(nèi)，并被構(gòu)造成相對于所述坩堝1縱向可移動，以 控制所述坩堝1內(nèi)的多晶硅錠的定向凝固；以及蓋板7，所述蓋板7用于在坩堝1被加熱時 蓋住坩堝1的開口端；其中所述坩堝保持器5和蓋板7之一上形成有至少兩個導(dǎo)向件8，所 述蓋板7通過所述導(dǎo)向件8相對于所述坩堝保持器5沿著縱向可滑動。由此通過在所述蓋板7和所述坩堝保持器5之間形成沿著縱向可滑動的導(dǎo)向件8， 從而可以將化料量一次提高20-30%，這在多晶錠的生產(chǎn)過程中可以極大地降低能耗、減少 了生產(chǎn)周期并同時提高生產(chǎn)效率。在根據(jù)本實用新型的一個實施例中，所述坩堝1可以需要具有所需的形狀，而不 限于方形、圓柱形、錐形等。在本實用新型中，為了示例的目的，采用方形的坩堝，但是需要 說明的是，此處僅出于說明的目的，而不是為了限制本實用新型的保護(hù)范圍。所述坩堝1由 坩堝保持器5保持，如圖2中所示。所述坩堝保持器5可以包括固定板51、52和53。所述 固定板51、52和53可以由石墨板形成。在根據(jù)本實用新型的一個實施例中，所述至少一個 加熱器包括頂部加熱器31、側(cè)加熱器32。所述頂部加熱器31、側(cè)加熱器32在工作時罩住 所述坩堝1，以熔化放置在其中的給料。在上爐體101和下爐體102閉合后，所述頂部加熱 器31和側(cè)壁加熱器32罩住所述坩堝1的四周及上方。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述下爐體102相對于所述上爐體101縱向可移 動，從而可以方便地利用叉車等放入和取出坩堝1。下面將參照圖3-6來描述用于增加給料的結(jié)構(gòu)。如圖3中所示，根據(jù)本實用新型 的一個實施例，該系統(tǒng)100還可以包括設(shè)置在坩堝1與頂部加熱器31之間的蓋板7，該蓋 板7的中心開有氣體導(dǎo)入孔71。根據(jù)本實用新型的一個實施例，蓋板7的四周可以設(shè)有多 個與固定板51、52和53相互固定的固定部(未示出)。所述蓋板7包括碳-碳復(fù)合材料 層710，所述碳-碳復(fù)合材料層710中央形成有第一通氣孔720 ；以及設(shè)置在所述碳-碳復(fù) 合材料層710下表面之上的隔離層730，所述隔離層730的中央形成有與第一通氣孔720對 應(yīng)的第二通氣孔740，所述第一通氣孔720和所述第二通氣孔740形成所述氣體導(dǎo)氣孔71， 如圖7中所示。該碳-碳復(fù)合材料層710保證在加熱的過程中頂部加熱器31的熱可以透 過所述蓋板7對給料進(jìn)行加熱。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述隔離層730是從含硅化合物、耐1600°C金屬、硼化物、碳化物、氮化物、以及上述物質(zhì)的混合物中選擇的。由于這 些材料既能承受高達(dá)1600度的高溫，從而在與多晶硅給料進(jìn)行接觸時不會在坩堝1中引入 例如碳等的雜質(zhì)，從而即使加料增加也不會導(dǎo)致帶來的額外的影響。所述含硅化合物、硼化物、碳化物、氮化物的硬度高且耐磨、熱穩(wěn)定性好，耐高溫遠(yuǎn) 超1600°C，當(dāng)由這些材料形成隔離層時，不會由于多晶給料與之接觸而帶入雜質(zhì)。所述耐1600°C金屬材料耐高溫、延展性高、耐磨性好，不會由于多晶給料與之接觸 而帶入大量金屬雜質(zhì)，而且，即便這些材料由于多晶給料與之接觸而被微量帶入熔體中，由 于其在硅中的分凝系數(shù)很低，因此對最終的多晶硅錠的質(zhì)量影響很小。所述含硅化合物包括碳化硅、氮化硅、硼化硅；所述耐1600°C金屬包括鎢、鉬、鉭、 鈮、釩、鉻、鈦、鋯及其合金，所述硼化物包含碳化硼、氮化硼、硼化鋯、硼化鑭、硼化鈦、硼化 鉭、硼化鉻、硼化鎢、硼化鉬、硼化釩、硼化鈮，所述碳化物包括碳化鉻、碳化鉭、碳化釩、碳化 鋯、碳化鎢、碳化鉬、碳化鈦、碳化鈮，所述氮化物包括氮化鈦、氮化鎢、氮化鉬、氮化鉻、氮化 鈮、氮化鋯、氮化鉭、氮化釩。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述隔離層730由通過氣相沉積方法在所述蓋板 7的下表面上形成的膜構(gòu)成。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述隔離層730由固定于所述蓋板7下表面上的 墊襯所構(gòu)成。蓋板7可以阻止硅熔體的揮發(fā)物直接沉積到石英坩堝1上方的頂部加熱器31和 其他保溫材料上，通過蓋板2中心的氣體導(dǎo)入孔71還可以將例如氬氣(Ar)等的惰性氣體 導(dǎo)入到坩堝1內(nèi)的硅熔體表面，并通過石英坩堝1的上部四周設(shè)有的多個出風(fēng)孔流出，從而 可以通過所述惰性氣體帶走各種揮發(fā)物。根據(jù)本實用新型的一個實施例，隔熱部件形成為隔熱籠4，在上爐體101和下爐體 102閉合時，使得頂部加熱器31和側(cè)壁加熱器32加載到坩堝1的四周，且隔熱籠4將石英 坩堝1套住以在化料的過程中防止熱量外流。在坩堝1熔化的給料進(jìn)行保溫之后的定向凝 固的過程中，可以緩慢地向上提升所述隔熱籠4，以保持未凝固的液態(tài)硅料的溫度，并控制 所述坩堝1內(nèi)的多晶硅錠的定向凝固。如圖3中所示，所述坩堝保持器5的頂部表面上形成有至少2個導(dǎo)向件8。所述蓋 板7通過所述導(dǎo)向件8沿著縱向方向可以自由滑動。所述蓋板7可以形成有導(dǎo)向孔，所述 導(dǎo)向孔對應(yīng)于所述導(dǎo)向件8，所述導(dǎo)向件8通過所述導(dǎo)向孔可上下自由滑動。其中圖3中的Pl位置顯示了在加料之處蓋板7的位置，P2顯示了在加料結(jié)束之 后將蓋板7安裝到導(dǎo)向件8上之后的位置。圖4顯示了圖3中沿著方向A所示的平面圖， 其中顯示了坩堝保持器5的頂部表面上形成有4個導(dǎo)向件8。需要說明的是，普通技術(shù)人員在閱讀了上述技術(shù)方案之后，顯然可以在所述蓋板7 的邊緣處形成有所述導(dǎo)向件8，且在所述坩堝保持器5的側(cè)壁上沿著縱向方向形成有與所 述導(dǎo)向件8相對應(yīng)的導(dǎo)向孔(未示出)。圖5顯示了根據(jù)本實用新型的一個實施例的制造多晶錠的系統(tǒng)100的部分結(jié)構(gòu)示 意圖，其中顯示了蓋板7和坩堝保持器5之間連接的第二實施例。如圖5中所示，所述導(dǎo)向 件8相對于縱向方向形成有0. 1-15度的錐度，且所述導(dǎo)向件8從頂部部至底部逐漸變細(xì)。由此，所述蓋板7通過所述具有錐度的導(dǎo)向件8可以保持滑動的穩(wěn)定性，并最終固定在所述坩堝的開口端處。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述導(dǎo)向件由石墨形成且所述導(dǎo)向件的高度為坩 堝高度的1/4-1/2，這是因為如果導(dǎo)向件的高度設(shè)置高于此數(shù)值時，所述加熱器31上的導(dǎo) 氣孔與所述蓋板7的氣體導(dǎo)入孔71的距離過遠(yuǎn)，從而例如Ar氣的惰性氣體難于吹入到坩 堝中。經(jīng)過試驗之后發(fā)現(xiàn)，所述導(dǎo)向件的高度為坩堝高度的1/4-1/2時，這種氣體傳輸?shù)挠?響較小。根據(jù)此改進(jìn)，坩堝1內(nèi)的給料容納量提高了 20-30%或者更高。圖9顯示了根據(jù)本實用新型的一個實施例的制造多晶錠的系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)示意 圖，其中所述系統(tǒng)處于工作狀態(tài)。在圖9中，顯示了在化料之后整個系統(tǒng)100的狀態(tài)，其中 蓋板7在該狀態(tài)下完全覆蓋住坩堝1的開口端。由于在化料的過程中，蓋板7與所述加熱 器31之間的距離較大，由此在蓋板7上的碳-碳復(fù)合材料層710上設(shè)置有導(dǎo)氣管74。所述 導(dǎo)氣管74的中心與所述第一通氣孔720中心縱向一致，從而在吹入Ar等惰性氣體的過程 中，可以將該氣體順利導(dǎo)入所述坩堝1內(nèi)，如圖8中所示。圖6A顯示了根據(jù)本實用新型的一個實施例的制造多晶錠的系統(tǒng)100的部分結(jié)構(gòu) 示意圖，其中顯示了蓋板7和坩堝保持器5之間連接的第三實施例。如圖6A中所示，所述 蓋板7的邊緣形成有所述導(dǎo)向件8，且所述坩堝保持器5的側(cè)壁上沿著縱向方向可以形成有 與所述導(dǎo)向件8對應(yīng)的導(dǎo)向槽54。由此，所述導(dǎo)向件8只需要在導(dǎo)向槽54內(nèi)可以順利滑 動，即可以實現(xiàn)在化料的過程中蓋板7自動地向下滑動并最終蓋住坩堝1的開口端。圖6B顯示了根據(jù)本實用新型的一個實施例的制造多晶錠的系統(tǒng)100的部分結(jié)構(gòu)示 意圖，其中顯示了蓋板7和坩堝保持器5之間連接的第四實施例。所述蓋板7的邊緣形成有 導(dǎo)向件8，所述導(dǎo)向件8與所述坩堝保持器5的外側(cè)壁相匹配，以沿著所述坩堝保持器5的外 側(cè)壁縱向可滑動。即，所述導(dǎo)向件8與所述坩堝保持器5的尺寸相匹配，只要所述導(dǎo)向件8可 以沿著所述坩堝保持器5的外表面上下滑動即可。根據(jù)本實用新型的一個實施例，其中形成 有4個所述導(dǎo)向件8，以沿著所述坩堝保持器5的外側(cè)壁滑動，并保持所述滑動的穩(wěn)定性。圖10顯示了根據(jù)本實用新型的另一個實施例的制造多晶錠的系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)示 意圖，其中所述系統(tǒng)處于工作狀態(tài)。其中采用了圖6A中所示坩堝1加料、化料結(jié)構(gòu)，其中并 未設(shè)置有額外的導(dǎo)氣管。且在化料的過程中，加熱器31與所述蓋板7之間的距離較小，從 而減少了能量消耗，從而實現(xiàn)了在減少設(shè)備改動的情況下，實現(xiàn)了最大程度上的化料，從而 在多晶錠的生產(chǎn)過程中可以極大地降低能耗、減少了生產(chǎn)周期并同時提高生產(chǎn)效率。需要說明的是，任何提及“一個實施例”、“實施例”、“示意性實施例”等意指結(jié)合該 實施例描述的具體構(gòu)件、結(jié)構(gòu)或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例中。在本說明 書各處的該示意性表述不一定指的是相同的實施例。而且，當(dāng)結(jié)合任何實施例描述具體構(gòu) 件、結(jié)構(gòu)或者特點時，所主張的是，結(jié)合其他的實施例實現(xiàn)這樣的構(gòu)件、結(jié)構(gòu)或者特點均落 在本領(lǐng)域技術(shù)人員的范圍之內(nèi)。盡管參照本實用新型的多個示意性實施例對本實用新型的具體實施方式
進(jìn)行了 詳細(xì)的描述，但是必須理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計出多種其他的改進(jìn)和實施例，這些改 進(jìn)和實施例將落在本實用新型原理的精神和范圍之內(nèi)。具體而言，在前述公開、附圖以及權(quán) 利要求的范圍之內(nèi)，可以在零部件和/或者從屬組合布局的布置方面作出合理的變型和改 進(jìn)，而不會脫離本實用新型的精神。除了零部件和/或布局方面的變型和改進(jìn)，其范圍由所 附權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求一種制造多晶錠的系統(tǒng)，其特征在于，包括上爐體；下爐體，所述下爐體與所述上爐體相配合以形成爐體空間；坩堝，所述坩堝設(shè)置在爐體空間內(nèi)并被構(gòu)造成容納給料；至少一個加熱器，所述加熱器用于加熱坩堝并熔化容納在坩堝中的給料；坩堝保持器，所述坩堝保持器用于保持所述坩堝；隔熱部件，所述隔熱部件容納在所述爐體空間內(nèi)，并被構(gòu)造成相對于所述坩堝縱向可移動，以控制所述坩堝內(nèi)的多晶硅錠的定向凝固，蓋板，所述蓋板用于在坩堝被加熱時蓋住坩堝的開口端；其中所述坩堝保持器和蓋板之一上形成有至少兩個導(dǎo)向件，所述蓋板通過所述導(dǎo)向件相對于所述坩堝保持器沿著縱向可滑動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造多晶錠的系統(tǒng)，其特征在于，所述蓋板包括 碳_碳復(fù)合材料層，所述碳_碳復(fù)合材料層中央形成有第一通氣孔；以及設(shè)置在所述碳_碳復(fù)合材料層下表面之上的隔離層，所述隔離層的中央形成有與第一 通氣孔對應(yīng)的第二通氣孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造多晶錠的系統(tǒng)，其特征在于，所述坩堝保持器的頂壁上 形成有至少兩個導(dǎo)向件；所述蓋板形成有導(dǎo)向孔，所述導(dǎo)向孔對應(yīng)于所述導(dǎo)向件，所述導(dǎo)向件通過所述導(dǎo)向孔 可上下自由滑動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造多晶錠的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個加熱器形成 為頂部加熱器和側(cè)加熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造多晶錠的系統(tǒng)，其特征在于，所述碳-碳復(fù)合材料層上設(shè) 置有導(dǎo)氣管，所述導(dǎo)氣管的中心與所述第一通氣孔中心縱向一致。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造多晶錠的系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)向件相對于縱向方 向形成有0. 1-15度的錐度，且所述導(dǎo)向件從頂部部至底部逐漸變細(xì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造多晶錠的系統(tǒng)，其特征在于，所述隔離層是從包括含硅 化合物、耐1600 °C金屬、硼化物、碳化物、氮化物、以及上述物質(zhì)的混合物中選擇，其中，所述含硅化合物包括碳化硅、氮化硅、硼化硅，所述耐1600°C金屬包括鎢、鉬、鉭、鈮、釩、鉻、鈦、鋯及其合金，所述硼化物包含碳化硼、氮化硼、硼化鋯、硼化鑭、硼化鈦、硼化鉭、硼化鉻、硼化鎢、硼 化鉬、硼化釩、硼化鈮，所述碳化物包括碳化鉻、碳化鉭、碳化釩、碳化鋯、碳化鎢、碳化鉬、碳化鈦、碳化鈮， 所述氮化物包括氮化鈦、氮化鎢、氮化鉬、氮化鉻、氮化鈮、氮化鋯、氮化鉭、氮化釩。
8.如權(quán)利要求7所述的制造多晶錠的系統(tǒng)，其特征在于，所述隔離層由通過氣相沉積 方法在所述蓋板下表面上形成的膜構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求7所述的制造多晶錠的系統(tǒng)，其特征在于，所述隔離層由固定于所述蓋 板下表面上的墊襯所構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造多晶錠的系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)向件由石墨形成且 所述導(dǎo)向件的高度為坩堝高度的1/4-1/2。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造多晶錠的系統(tǒng)，其特征在于，所述蓋板的邊緣形成有所 述導(dǎo)向件，且所述坩堝保持器的側(cè)壁上沿著縱向方向形成有與所述導(dǎo)向件對應(yīng)的導(dǎo)向槽。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造多晶錠的系統(tǒng)，其特征在于，所述蓋板的邊緣形成有所 述導(dǎo)向件，且所述坩堝保持器的側(cè)壁中形成有用于導(dǎo)向所述導(dǎo)向件的導(dǎo)向孔。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造多晶錠的系統(tǒng)，其特征在于，所述蓋板的邊緣形成有導(dǎo) 向件，所述導(dǎo)向件與所述坩堝保持器的外側(cè)壁相匹配，以沿著所述坩堝保持器的外側(cè)壁縱 向可滑動。
專利摘要本實用新型公開了一種制造多晶錠的系統(tǒng)，包括上爐體；下爐體；坩堝，所述坩堝設(shè)置在爐體空間內(nèi)并被構(gòu)造成容納給料；至少一個加熱器，所述加熱器用于加熱坩堝并熔化容納在坩堝中的給料；坩堝保持器，所述坩堝保持器用于保持所述坩堝；隔熱部件；蓋板，所述蓋板用于在坩堝被加熱時蓋住坩堝的開口端；其中所述坩堝保持器和蓋板之一上形成有至少兩個導(dǎo)向件，所述蓋板通過所述導(dǎo)向件相對于所述坩堝保持器沿著縱向可滑動。根據(jù)本實用新型制造多晶錠的系統(tǒng)，可以將一次熔融的給料提高20-30％，提高了生產(chǎn)效率、降低了多晶錠的制造成本。
文檔編號C30B35/00GK201670893SQ20102022130
公開日2010年12月15日 申請日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者王敬 申請人:王敬