本实用新型涉及单晶硅的生产领域，尤其是一种大直径高效n型单晶硅的单晶炉。
背景技术：
众所周知的：单晶硅是硅的单晶体，具有基本完整的点阵结构的晶体。不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料，用于制造半导体器件、太阳能电池等。
制造单晶硅的方法有直拉法、悬浮区熔法、基座法和片状单晶生长法等，其中，由于直拉法生长单晶硅的设备和工艺较为简单，生产效率高，且容易控制单晶中的杂质浓度，因此，直拉法生长单晶硅应用较为广泛。
其中，单晶炉作为单晶直拉法生长单晶硅的主要设备。现有的单晶炉惰性气体一般通过供气装置直接通入到炉体内，因此刚进入炉体内的气体温度较低，从而容易对炉体内的热场造成影响，从而影响单晶硅的品质，不易控制单晶硅的氧含量。单晶炉的导流筒对晶体生长有着很大的影响，导流筒可以减少炉体上部的氩气流动，进而减少sio在单晶炉上部的沉积，确保单晶硅棒的质量。尤其是大直径单晶硅在拉晶过程中，氩气的气流稳定性，直接影响到单晶硅的品质。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够降低通入氩气对炉体内热场造成影响，能够保证氩气气流稳定的大直径高效n型单晶硅的单晶炉。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：大直径高效n型单晶硅的单晶炉，包括炉体；所述炉体上方设置有上炉腔；所述上炉腔上方设置有晶棒上升旋转装置；所述炉体的炉膛内设置有坩埚；所述坩埚下方设置有石墨托；所述石墨托下方设置有底部旋转支撑杆；所述坩埚外侧设置有加热装置以及保温罩；
所述保温罩上方设置有环形布气筒；所述环形布气筒与保温罩顶部以及炉体内壁之间形成惰性气体进入腔；所述惰性气体进入腔内设置有气体加热装置；
所述坩埚上方设置有导流筒；所述导流筒的上端与保温罩的顶部连接；所述保温罩底部设置有通气孔；所述炉体上端设置有连通惰性气体进入腔的进气口；所述布气筒上设置有连通惰性气体进入腔的布气孔所述炉体底部设置有出气口。
进一步的，所述导流筒包括内筒以及外筒；所述内筒的上端设置环形连接板；
所述内筒的内壁具有第一锥形段、第二锥形段和直筒段；所述第一锥形段通过第二锥形段与直筒段过渡；
所述第一锥形段母线与水平面的夹角α小于第二锥形段母线与水平面的夹角β；所述外筒为锥形筒，所述外筒的内壁与内筒的外表面之间具有间隙；所述外筒的上端与环形连接板连接，所述外筒的下端与内筒的下端连接。
进一步的，所述第一锥形段母线与水平面的夹角α为60°，第二锥形段母线与水平面的夹角β为80°。
进一步的，所述炉体上方设置有直接测量装置。
优选的，所述气体加热装置采用电阻加热器，所述电阻加热器包括圆柱电阻，所述圆柱电阻在惰性气体进入腔内均匀分布。
本实用新型的有益效果是：本实用新型所述的大直径高效n型单晶硅的单晶炉，由于惰性气体在进入到炉内后首先通过气体加热装置，实现对氩气的加热；从而使得氩气在进入到坩埚内时具有一定的温度，不会造成坩埚内熔融硅料液面温度的急剧变化；因此能够保证整个热场的动态平衡，从而能够保证大直径单晶硅棒的形成，能够便于控制含氧量，同时能够保证单晶硅的品质。其次，进一步的采用多段锥形的导流筒便于气流的流动，避免气流对熔融硅料液面造成较大的波动，从而进一步的保证单晶硅的形成，保证单晶硅的品质。
附图说明
图1是本实用新型实施例中大直径高效n型单晶硅的单晶炉的结构示意图；
图2是图1中a的局部放大图；
图3是本实用新型实施例中导流筒的结构示意图；
图4是本实用新型实施例中导流筒的立体图；
图中标示：1-炉体，2-上炉腔，3-坩埚，4-石墨托，5-加热装置，6-保温罩，7-导流筒，8-布气筒，9-气体加热装置，10-晶棒提升旋转装置，11-拉晶直径检测装置，12-抽真空口，13-出气口，14-电极、15-底部旋转支撑杆，16-保护气入口，17-惰性气体进入腔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图1至图4所示，本实用新型所述的大直径高效n型单晶硅的单晶炉，包括炉体1；所述炉体1上方设置有上炉腔2；所述上炉腔2上方设置有晶棒提升旋转装置10；所述炉体1的炉膛内设置有坩埚3；所述坩埚3下方设置有石墨托4；所述石墨托4下方设置有底部旋转支撑杆15；所述坩埚3外侧设置有加热装置5以及保温罩6；
所述保温罩6上方设置有环形布气筒8；所述环形布气筒8与保温罩6顶部以及炉体1内壁之间形成惰性气体进入腔17；所述惰性气体进入腔17内设置有气体加热装置9；
所述坩埚3上方设置有导流筒7；所述导流筒7的上端与保温罩6的顶部连接；所述保温罩6底部设置有通气孔；所述炉体1上端设置有连通惰性气体进入腔17的进气口16；所述布气筒8上设置有连通惰性气体进入腔17的布气孔81所述炉体1底部设置有出气口13。
在应用过程中，在坩埚3内放入硅料，然后抽真空装置通过抽真空口12对炉体抽真空；然后通过加热装置5加热熔化硅料，同时通过保护气入口16通入氩气；氩气在惰性气体进入腔17内通过加热装置9进行加热使得气体在进入到坩埚3内时具有一定的温度；从而避免氩气进入坩埚后对坩埚内的熔融硅料液面造成影响，能够降低熔融硅料的热对流。然后启动晶棒提升旋转装置10带动籽晶夹持器向上移动进行拉晶。
综上所述，本实用新型所述的大直径高效n型单晶硅的单晶炉，由于惰性气体在进入到炉内后首先通过气体加热装置，实现对氩气的加热；从而使得氩气在进入到坩埚内时具有一定的温度，不会造成坩埚内熔融硅料液面温度的急剧变化；因此能够保证整个热场的动态平衡，从而能够保证大直径单晶硅棒的形成，能够便于控制含氧量，同时能够保证单晶硅的品质。其次，进一步的采用多段锥形的导流筒便于气流的流动，避免气流对熔融硅料液面造成较大的波动，从而进一步的保证单晶硅的形成，保证单晶硅的品质。
为了使得氩气的气流稳定，降低氩气气流对炉内热场的影响，进一步的，所述导流筒7包括内筒73以及外筒72；所述内筒73的上端设置环形连接板71；
所述内筒73的内壁具有第一锥形段74、第二锥形段75和直筒段76；所述第一锥形段74通过第二锥形段75与直筒段76过渡；
所述第一锥形段74母线与水平面的夹角α小于第二锥形段75母线与水平面的夹角β；所述外筒72为锥形筒，所述外筒72的内壁与内筒73的外表面之间具有间隙；所述外筒72的上端与环形连接板71连接，所述外筒72的下端与内筒73的下端连接。
为了使得氩气更加平稳的进入到坩埚内，进一步的，所述第一锥形段74母线与水平面的夹角α为60°，第二锥形段75母线与水平面的夹角β为80°。
为了便于实现对拉晶直径的检测，进一步的，所述炉体1上方设置有直接测量装置11。
为了便于实现对气体的充分加热，进一步的，所述气体加热装置9采用电阻加热器，所述电阻加热器包括圆柱电阻91，所述圆柱电阻91在惰性气体进入腔17内均匀分布。
1.大直径高效n型单晶硅的单晶炉，包括炉体(1)；所述炉体(1)上方设置有上炉腔(2)；所述上炉腔(2)上方设置有晶棒上升旋转装置(10)；所述炉体(1)的炉膛内设置有坩埚(3)；所述坩埚(3)下方设置有石墨托(4)；所述石墨托(4)下方设置有底部旋转支撑杆(15)；所述坩埚(3)外侧设置有加热装置(5)以及保温罩(6)；
其特征在于：所述保温罩(6)上方设置有环形布气筒(8)；
所述环形布气筒(8)与保温罩(6)顶部以及炉体(1)内壁之间形成惰性气体进入腔(17)；所述惰性气体进入腔(17)内设置有气体加热装置(9)；
所述坩埚(3)上方设置有导流筒(7)；所述导流筒(7)的上端与保温罩(6)的顶部连接；所述保温罩(6)底部设置有通气孔；所述炉体(1)上端设置有连通惰性气体进入腔(17)的进气口(16)；所述布气筒(8)上设置有连通惰性气体进入腔(17)的布气孔(81)，所述炉体(1)底部设置有出气口(13)。
2.如权利要求1所述的大直径高效n型单晶硅的单晶炉，其特征在于：所述导流筒(7)包括内筒(73)以及外筒(72)；所述内筒(73)的上端设置环形连接板(71)；
所述内筒(73)的内壁具有第一锥形段(74)、第二锥形段(75)和直筒段(76)；所述第一锥形段(74)通过第二锥形段(75)与直筒段(76)过渡；
所述第一锥形段(74)母线与水平面的夹角α小于第二锥形段(75)母线与水平面的夹角β；所述外筒(72)为锥形筒，所述外筒(72)的内壁与内筒(73)的外表面之间具有间隙；所述外筒(72)的上端与环形连接板(71)连接，所述外筒(72)的下端与内筒(73)的下端连接。
3.如权利要求2所述的大直径高效n型单晶硅的单晶炉，其特征在于：所述第一锥形段(74)母线与水平面的夹角α为60°，第二锥形段(75)母线与水平面的夹角β为80°。
4.如权利要求2所述的大直径高效n型单晶硅的单晶炉，其特征在于：所述炉体(1)上方设置有直接测量装置(11)。
5.如权利要求1所述的大直径高效n型单晶硅的单晶炉，其特征在于：所述气体加热装置(9)采用电阻加热器，所述电阻加热器包括圆柱电阻(91)，所述圆柱电阻(91)在惰性气体进入腔(17)内均匀分布。
技术总结