一种坩埚及单晶炉热场的制作方法

本技术涉及硅棒制备，更具体地说，涉及一种坩埚及单晶炉热场。

背景技术：

1、随着科学技术的发展，市场对单晶硅的品质要求越来越严苛，其中氧含量对单晶硅内部缺陷以及电学性能有着重要影响。

2、现有技术中，用于单晶硅制备的坩埚为圆筒状结构，为了提升装料空间，一般选择增大高度或者提升直径，这将导致更大的比表面积，而单晶硅中最主要的氧来源就是在高温拉晶过程中，坩埚与熔硅接触面上反应生成的一氧化硅随着对流被带到单晶硅的固液界面上，进而进入到单晶硅中，影响单晶硅的质量。而筒状结构坩埚的较大比表面积无疑带来的更多的氧杂质，同时筒状结构坩埚也会带来强对流，而且对流方向是从坩埚向熔体对流，坩埚与硅液界面上生成的一氧化硅也更加容易的进入到单晶硅中，从而导致氧含量的增加。

3、因此，如何降低单晶硅中的氧含量，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种坩埚，以降低单晶硅中的氧含量。

2、本实用新型的另一目的在于提供一种具有上述坩埚的单晶炉热场。

3、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

4、一种坩埚，包括：

5、坩埚本体，所述坩埚本体包括坩埚底座和设置于所述坩埚底座上的连接部，以使所述坩埚底座和所述连接部形成用于制备单晶硅的容纳腔，且所述坩埚底座为半球形结构；

6、坩埚容器，设置于所述坩埚本体的外侧，用于支撑所述坩埚本体。

7、可选地，在上述坩埚中，所述坩埚容器包括埚托和埚邦，且所述埚托与所述埚邦为分体式结构，所述坩埚容器与所述坩埚本体的外侧贴合。

8、可选地，在上述坩埚中，所述埚托与所述埚邦之间可拆卸连接，且所述埚托与所述埚邦之间机械连接。

9、可选地，在上述坩埚中，所述坩埚底座和所述连接部为一体式结构，且所述坩埚底座和所述连接部之间通过圆弧过渡。

10、可选地，在上述坩埚中，所述坩埚本体为石英材质；和/或，

11、所述坩埚容器为碳碳复合材质。

12、一种单晶炉热场，包括：

13、坩埚，所述坩埚为如权利要求1～5任一项所述的坩埚；

14、加热装置，所述加热装置包括位于所述坩埚外侧的主加热器和托杆，所述主加热器套设于所述坩埚的外侧，用于为所述坩埚提供热源，所述托杆与所述坩埚容器连接，用于支撑所述坩埚。

15、可选地，在上述单晶炉热场中，所述托杆的第一端与所述坩埚容器连接，所述托杆的第二端用于与外置电机连接，所述外置电机驱动所述托杆升降，以控制所述坩埚的位置。

16、可选地，在上述单晶炉热场中，所述加热装置还包括用于保温隔热的底部固毡，所述底部固毡上设置有用于保护所述底部固毡的底部护板，所述底部固毡的中心位置处设置有供所述托杆穿出的安装孔。

17、可选地，在上述单晶炉热场中，所述底部护板上设置有底加热器，所述底加热器设置于所述托杆的外侧，用于提供热源融化硅料。

18、可选地，在上述单晶炉热场中，所述底部护板上设置有与所述主加热器连接的主加电极和与所述底加热器连接的底加电极，所述主加电极和所述底加电极分别用于为所述主加热器和所述底加热器提供电源；所述底部护板上设置有排气孔，所述排气孔的位置处设置有排气管罩。

19、本实用新型提供的坩埚，通过将坩埚本体的坩埚底座设置为半球形结构，以减少比表面积，从而降低坩埚本体与硅溶液的接触面积，进而减少坩埚与硅溶液反应生成的一氧化硅的含量，降低了氧含量，同时坩埚底部的高氧熔体对流方向由从坩埚流向高氧熔体变为由高氧熔体流回坩埚，从而使得高氧熔体的传输过程受阻，降低了高氧熔体的对流速度，以使氧杂质的传输速率降低，并且在坩埚底座上设置有连接部，可增加硅料的容量。为了防止坩埚本体在加热过程中高温变形，在坩埚本体的外侧设置有坩埚容器，以支撑并保护坩埚本体。

20、与现有技术相比，本实用新型提供的坩埚，通过将坩埚本体的坩埚底座设置为半球形结构，从而降低坩埚本体与硅溶液的接触面积，减少坩埚与硅溶液反应生成的一氧化硅的含量，降低了氧含量，同时坩埚底部的高氧熔体对流方向由从坩埚流向高氧熔体变为由高氧熔体流回坩埚，从而使得高氧熔体的传输过程受阻，降低了高氧熔体的对流速度，以使氧杂质的传输速率降低，进而从氧含量的来源上降低了单晶硅中的氧含量。

技术特征：

1.一种坩埚，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的坩埚，其特征在于，所述坩埚容器(200)包括埚托(201)和埚邦(202)，且所述埚托(201)与所述埚邦(202)为分体式结构，所述坩埚容器(200)与所述坩埚本体(100)的外侧贴合。

3.根据权利要求2所述的坩埚，其特征在于，所述埚托(201)与所述埚邦(202)之间可拆卸连接，且所述埚托(201)与所述埚邦(202)之间机械连接。

4.根据权利要求1所述的坩埚，其特征在于，所述坩埚底座(101)和所述连接部(102)为一体式结构，且所述坩埚底座(101)和所述连接部(102)之间通过圆弧过渡。

5.根据权利要求1所述的坩埚，其特征在于，所述坩埚本体(100)为石英材质；和/或，

6.一种单晶炉热场，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的单晶炉热场，其特征在于，所述托杆(302)的第一端与所述坩埚容器(200)连接，所述托杆(302)的第二端用于与外置电机连接，所述外置电机驱动所述托杆(302)升降，以控制所述坩埚的位置。

8.根据权利要求7所述的单晶炉热场，其特征在于，所述加热装置还包括用于保温隔热的底部固毡(303)，所述底部固毡(303)上设置有用于保护所述底部固毡(303)的底部护板(304)，所述底部固毡(303)的中心位置处设置有供所述托杆(302)穿出的安装孔。

9.根据权利要求8所述的单晶炉热场，其特征在于，所述底部护板(304)上设置有底加热器(305)，所述底加热器(305)设置于所述托杆(302)的外侧，用于提供热源融化硅料。

10.根据权利要求9所述的单晶炉热场，其特征在于，所述底部护板(304)上设置有与所述主加热器(301)连接的主加电极(3041)和与所述底加热器(305)连接的底加电极(3042)，所述主加电极(3041)和所述底加电极(3042)分别用于为所述主加热器(301)和所述底加热器(305)提供电源；所述底部护板(304)上设置有排气孔(3043)，所述排气孔(3043)的位置处设置有排气管罩(3044)。

技术总结本技术公开了一种坩埚及单晶炉热场，涉及硅棒制备技术领域，包括：坩埚本体，坩埚本体包括坩埚底座和设置于坩埚底座上的连接部，以使坩埚底座和连接部形成用于制备单晶硅的容纳腔，且坩埚底座为半球形结构；坩埚容器，设置于坩埚本体的外侧，用于支撑坩埚本体。本技术提供的坩埚，通过将坩埚本体的坩埚底座设置为半球形结构，从而降低坩埚本体与硅溶液的接触面积，减少坩埚与硅溶液反应生成的一氧化硅的含量，降低了氧含量，同时坩埚底部的高氧熔体对流方向由从坩埚流向高氧熔体变为由高氧熔体流回坩埚，从而使得高氧熔体的传输过程受阻，降低了高氧熔体的对流速度，进而从氧含量的来源上降低了单晶硅中的氧含量。技术研发人员：李赫,鲍迪,周涛受保护的技术使用者：双良硅材料（包头）有限公司技术研发日：20231114技术公布日：2024/7/9