本發(fā)明涉及單晶硅，尤其涉及一種坩堝組件及單晶爐。

背景技術：

1、隨著單晶硅的廣泛應用，單晶硅的制備工藝也逐漸得到發(fā)展，由多次拉晶技術(recharged?czocharlski，簡稱rcz)逐漸發(fā)展成連續(xù)直拉單晶技術(continuousczocharlski，簡稱ccz)。

2、目前，連續(xù)直拉單晶(ccz)技術是單晶硅制備技術的主要方向，其能有效提高拉晶產(chǎn)量，降低坩堝損耗與生產(chǎn)成本，但是也存在一些缺陷。

3、具體例如，連續(xù)直拉單晶(ccz)技術當前所采用的坩堝組件，通常至少需要內(nèi)坩堝和外坩堝兩個坩堝，在外坩堝中進行加料，在內(nèi)坩堝里拉晶，但是：

4、一方面，一些未能充分熔化的硅顆粒以及額外引入的雜質(zhì)顆粒，容易從外坩堝進入內(nèi)坩堝并到達晶體的生長界面，造成生長出的晶體的缺陷較多，影響晶體的成晶率和生長質(zhì)量；

5、再一方面，外坩堝中加料攪動，對內(nèi)坩堝中長晶區(qū)的溫度穩(wěn)定性具有較大沖擊，導致拉晶成功率降低。

技術實現(xiàn)思路

1、為了解決上述的雜質(zhì)和溫度兩方面的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種坩堝組件及單晶爐。

2、為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明一實施方式提供了一種坩堝組件。所述坩堝組件包括外坩堝、內(nèi)坩堝和分隔板，所述內(nèi)坩堝在所述外坩堝內(nèi)居中布置，所述坩堝組件內(nèi)部形成有在所述外坩堝與所述內(nèi)坩堝之間的熔化區(qū)以及在所述內(nèi)坩堝內(nèi)的長晶區(qū)；

3、所述分隔板為凸面板，其限定出所述長晶區(qū)的下邊界，并且所述分隔板的下方形成有過渡區(qū)，所述熔化區(qū)和所述長晶區(qū)經(jīng)由所述過渡區(qū)相連通。

4、作為一實施方式的進一步改進，所述分隔板開設有第一進料口，所述第一進料口連通所述過渡區(qū)和所述長晶區(qū)。

5、作為一實施方式的進一步改進，所述第一進料口至所述過渡區(qū)的外邊沿的徑向間距不低于50mm；或者，所述第一進料口至所述內(nèi)坩堝中心線的距離在0～250mm。

6、作為一實施方式的進一步改進，所述第一進料口至所述內(nèi)坩堝中心線的距離是所述內(nèi)坩堝的半徑的85％以內(nèi)。

7、作為一實施方式的進一步改進，所述第一進料口至所述內(nèi)坩堝中心線的距離是所述內(nèi)坩堝的半徑的40～65％。

8、作為一實施方式的進一步改進，所述坩堝組件具有連通所述熔化區(qū)和所述過渡區(qū)的第二進料口；

9、所述第二進料口的數(shù)目設置為至少兩個并繞所述內(nèi)坩堝的中心線均勻分布；

10、所述第一進料口的數(shù)目設置為至少兩個并繞所述中心線均勻分布，且每個所述第一進料口與各個所述第二進料口徑向錯開排布。

11、作為一實施方式的進一步改進，所述過渡區(qū)全部位于所述長晶區(qū)的下方，所述內(nèi)坩堝設置為兩端開口的筒結構或者設置為單端開口的筒結構，所述分隔板固定支撐于所述內(nèi)坩堝上，所述第二進料口開設在所述內(nèi)坩堝上；

12、或者，所述過渡區(qū)的一部分位于所述長晶區(qū)的下方、另一部分位于所述熔化區(qū)的下方，所述分隔板固定支撐于所述外坩堝上，所述內(nèi)坩堝設置為兩端開口的筒結構并支撐于所述分隔板上，所述第二進料口開設在所述分隔板上并位于所述內(nèi)坩堝的外部。

13、作為一實施方式的進一步改進，所述分隔板設置為中心高外周低的凸曲面板，其自中心向外周呈弧面設置；

14、所述外坩堝的底壁設置為平面或凹曲面。

15、為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明一實施方式提供了一種單晶爐。所述單晶爐包括爐體和支撐座，所述支撐座設置在所述爐體內(nèi)；所述單晶爐還包括所述坩堝組件，所述坩堝組件位于所述爐體內(nèi)并固定支撐于所述支撐座上。

16、作為一實施方式的進一步改進，所述單晶爐還包括拉晶模具，所述拉晶模具固定設置在所述爐體上方，并設置成與所述內(nèi)坩堝同軸的筒結構；

17、所述分隔板開設有第一進料口，所述第一進料口連通所述過渡區(qū)和所述長晶區(qū)；

18、所述第一進料口至所述內(nèi)坩堝中心線的距離是所述拉晶模具的半徑的50～80％。

19、與現(xiàn)有技術相比，一實施方式的有益效果在于：通過在長晶區(qū)下方設置分隔板來構造出過渡區(qū)，同時再結合分隔板的凸面板構型，這樣，熔化的硅料經(jīng)過過渡區(qū)再進入到長晶區(qū)，一方面可以降低長晶區(qū)中硅液的溫度波動，提高溫度穩(wěn)定性，進而提高所生產(chǎn)的單晶硅的拉晶成功率和產(chǎn)品品質(zhì)；另一方面，經(jīng)過過渡區(qū)的過渡，未能充分熔化的硅顆粒以及額外引入的雜質(zhì)顆粒極少能進入長晶區(qū)，更重要的是，即使這些硅顆粒和雜質(zhì)進入長晶區(qū)，也會在分隔板的造型影響下分散在長晶區(qū)的最低處(即分隔板的四周邊沿處)，進而遠離中心線處的單晶硅棒生長區(qū)域，從而大大減少所生長的晶體的缺陷，改善晶體的成晶率和生長質(zhì)量。

技術特征：

1.一種坩堝組件，其包括外坩堝、內(nèi)坩堝和分隔板，所述內(nèi)坩堝在所述外坩堝內(nèi)居中布置，所述坩堝組件內(nèi)部形成有在所述外坩堝與所述內(nèi)坩堝之間的熔化區(qū)以及在所述內(nèi)坩堝內(nèi)的長晶區(qū)；其特征在于，

2.根據(jù)權利要求1所述的坩堝組件，其特征在于，所述分隔板開設有第一進料口，所述第一進料口連通所述過渡區(qū)和所述長晶區(qū)。

3.根據(jù)權利要求2所述的坩堝組件，其特征在于，所述第一進料口至所述過渡區(qū)的外邊沿的徑向間距不低于50mm；或者，所述第一進料口至所述內(nèi)坩堝中心線的距離在0～250mm。

4.根據(jù)權利要求2所述的坩堝組件，其特征在于，所述第一進料口至所述內(nèi)坩堝中心線的距離是所述內(nèi)坩堝的半徑的85％以內(nèi)。

5.根據(jù)權利要求4所述的坩堝組件，其特征在于，所述第一進料口至所述內(nèi)坩堝中心線的距離是所述內(nèi)坩堝的半徑的40～65％。

6.根據(jù)權利要求2所述的坩堝組件，其特征在于，所述坩堝組件具有連通所述熔化區(qū)和所述過渡區(qū)的第二進料口；

7.根據(jù)權利要求6所述的坩堝組件，其特征在于，所述過渡區(qū)全部位于所述長晶區(qū)的下方，所述內(nèi)坩堝設置為兩端開口的筒結構或者設置為單端開口的筒結構，所述分隔板固定支撐于所述內(nèi)坩堝上，所述第二進料口開設在所述內(nèi)坩堝上；

8.根據(jù)權利要求1所述的坩堝組件，其特征在于，所述分隔板設置為中心高外周低的凸曲面板，其自中心向外周呈弧面設置；

9.一種單晶爐，其包括爐體和支撐座，所述支撐座設置在所述爐體內(nèi)，其特征在于，所述單晶爐還包括權利要求1至8任一項所述的坩堝組件，所述坩堝組件位于所述爐體內(nèi)并固定支撐于所述支撐座上。

10.根據(jù)權利要求9所述的單晶爐，其特征在于，所述單晶爐還包括拉晶模具，所述拉晶模具固定設置在所述爐體上方，并設置成與所述內(nèi)坩堝同軸的筒結構；

技術總結
本發(fā)明揭示了一種坩堝組件及單晶爐。所述坩堝組件包括外坩堝、內(nèi)坩堝和分隔板，所述內(nèi)坩堝在所述外坩堝內(nèi)居中布置，所述坩堝組件內(nèi)部形成有在所述外坩堝與所述內(nèi)坩堝之間的熔化區(qū)以及在所述內(nèi)坩堝內(nèi)的長晶區(qū)；所述分隔板為凸面板，其限定出所述長晶區(qū)的下邊界，并且所述分隔板的下方形成有過渡區(qū)，所述熔化區(qū)和所述長晶區(qū)經(jīng)由所述過渡區(qū)相連通。如此，可以提升長晶區(qū)的純凈度和溫度穩(wěn)定性，進而大大減少所生長的晶體的缺陷，改善晶體的成晶率和生長質(zhì)量。

技術研發(fā)人員：劉磊,武鵬,王運動,李莎,樓杭炯,蔣立民
受保護的技術使用者：協(xié)鑫新（上海）光伏科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/8