本發(fā)明屬于單晶硅制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種便于調(diào)節(jié)溫度梯度的直拉單晶用加熱器，還涉及利用前述便于調(diào)節(jié)溫度梯度的直拉單晶用加熱器的直拉單晶方法。

背景技術(shù)：

直拉法又稱為切克勞斯基法，簡稱CZ法。CZ法的特點(diǎn)是將裝在坩堝中的多晶硅化料以形成熔體，然后將籽晶插入熔體表面進(jìn)行熔接，同時轉(zhuǎn)動并提升籽晶，依次經(jīng)過引晶、放肩、轉(zhuǎn)肩、等徑生長及收尾過程，提拉生長硅單晶。隨著光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，直拉單晶的生產(chǎn)成本及成品品質(zhì)面臨著更高的要求。熱場與單晶提拉速度、雜質(zhì)含量及缺陷分布等一系列參數(shù)息息相關(guān)，直接影響直拉單晶的成本與品質(zhì)?，F(xiàn)有的直拉單晶熱場，通常采用對筒形石墨元件開槽加工而成的方波形加熱器，其控制方式單一、加熱功率相對固定，難以配合熱場的其他部件、形成優(yōu)化的溫度分布，已逐漸跟不上產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種便于調(diào)節(jié)溫度梯度的直拉單晶用加熱器，利用其可以方便地調(diào)節(jié)直拉單晶生長的溫度參數(shù)。

本發(fā)明的目的還在于提供一種利用前述便于調(diào)節(jié)溫度梯度的直拉單晶用加熱器的直拉單晶方法，其可以方便地調(diào)節(jié)單晶生長工藝，從而提高直拉 單晶的品質(zhì)。

本發(fā)明所采用的一種技術(shù)方案是：便于調(diào)節(jié)溫度梯度的直拉單晶用加熱器，包括加熱器主體，加熱器主體具有相對的第一端部和第二端部，沿第一端部向第二端部延伸設(shè)置有多個第一狹槽以及沿第二端部向第一端部延伸設(shè)置有多個第二狹槽，多個第一狹槽和第二狹槽交替設(shè)置，多個第二狹槽中，部分或全部為調(diào)節(jié)發(fā)熱分布的調(diào)節(jié)槽。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，

多個調(diào)節(jié)槽相對于加熱器主體的中心軸線對稱分布。

相鄰兩個第一狹槽之間形成一個發(fā)熱單元，調(diào)節(jié)槽所處的發(fā)熱單元沿加熱器主體軸向的長度小于或等于加熱器主體上第一端部與第二端部之間的距離。

多個第二狹槽中部分為調(diào)節(jié)發(fā)熱分布的調(diào)節(jié)槽，調(diào)節(jié)槽的長度小于其余第二狹槽的長度。

自第二端部向第一端部方向，調(diào)節(jié)槽沿垂直于加熱器主體中心線方向的截面積逐漸變小。

自第二端部向第一端部方向，調(diào)節(jié)槽沿垂直于加熱器主體中心線方向的截面積逐漸變大。

本發(fā)明所采用的另一種技術(shù)方案是：直拉單晶方法，包括以下步驟：

裝料；

利用前述的便于調(diào)節(jié)溫度梯度的直拉單晶用加熱器化料以形成熔體；

調(diào)節(jié)便于調(diào)節(jié)溫度梯度的直拉單晶用加熱器的功率，控制熔體的縱向溫度梯度，將籽晶插入熔體表面進(jìn)行熔接，并依次進(jìn)行引晶、放肩、轉(zhuǎn)肩、等 徑生長以及收尾后即得單晶硅。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，

等徑生長過程中，保持晶轉(zhuǎn)為8-14rpm、堝轉(zhuǎn)為4-10rpm，氬氣流量為50-90slpm，爐壓為10-20Torr。

便于調(diào)節(jié)溫度梯度的直拉單晶用加熱器包括加熱器主體，加熱器主體具有相對的第一端部和第二端部，沿第一端部向第二端部延伸設(shè)置有多個第一狹槽以及沿第二端部向第一端部延伸設(shè)置有多個第二狹槽，多個第一狹槽和第二狹槽交替設(shè)置，多個第二狹槽中，部分或全部為調(diào)節(jié)發(fā)熱分布的調(diào)節(jié)槽。

相鄰兩個第一狹槽之間形成一個發(fā)熱單元，調(diào)節(jié)槽所處的發(fā)熱單元沿加熱器主體軸向的長度小于或等于加熱器主體上第一端部與第二端部之間的距離。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的便于調(diào)節(jié)溫度梯度的直拉單晶用加熱器及直拉單晶方法利用調(diào)節(jié)槽來調(diào)節(jié)加熱功率，可以獲得不同的溫度分布，能形成適應(yīng)高拉速、低雜質(zhì)含量、低缺陷等各種需求的、優(yōu)化的溫度梯度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的便于調(diào)節(jié)溫度梯度的直拉單晶用加熱器的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的便于調(diào)節(jié)溫度梯度的直拉單晶用加熱器的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，10.第一端部，20.第二端部，1.第一狹槽，2.第二狹槽，3.發(fā)熱單元，21.調(diào)節(jié)槽。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供的便于調(diào)節(jié)溫度梯度的直拉單晶用加熱器包括加熱器主體，其上具有相對的第一端部10和第二端部20，加熱器主體具有多個自第一端部10向第二端部20延伸的第一狹槽1以及多個自第二端部20向第一端部10延伸的第二狹槽2，多個第一狹槽1與多個第二狹槽2交替設(shè)置。多個第二狹槽2中，部分或全部為調(diào)節(jié)發(fā)熱分布的調(diào)節(jié)槽21。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

本實(shí)施例的便于調(diào)節(jié)溫度梯度的直拉單晶用加熱器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，加熱器主體上具有相對的第一端部10及第二端部20。加熱器主體具有多個自第一端部10向第二端部20延伸的第一狹槽1以及多個自第二端部20向第一端部10延伸的第二狹槽2，多個第一狹槽1與多個第二狹槽2交替設(shè)置。多個第二狹槽2中，部分或全部為調(diào)節(jié)發(fā)熱分布的調(diào)節(jié)槽21，多個調(diào)節(jié)槽21相對于直拉單晶用加熱器的中心軸線對稱分布。本實(shí)施例中，多個第二狹槽2的一部分為調(diào)節(jié)發(fā)熱分布的調(diào)節(jié)槽21，所有的第二狹槽2中，調(diào)節(jié)槽21在多個第二狹槽2中間隔設(shè)置，也即，相鄰的兩個調(diào)節(jié)槽21之間有一個第二狹槽2。調(diào)節(jié)槽21的長度小于其余的第二狹槽2的長度。當(dāng)然，根據(jù)需要，相鄰的兩個調(diào)節(jié)槽21之間還可以具有零個、兩個、三個或更多個其他第二狹槽2，并可根據(jù)溫度調(diào)節(jié)的需要進(jìn)行變化配置。

相鄰的兩個第一狹槽1之間形成一個發(fā)熱單元3，調(diào)節(jié)槽21所處的發(fā)熱單元3沿該加熱器主體軸向的長度小于或等于該加熱器主體的第一端部10與第二端部20之間的距離。本實(shí)施例中，調(diào)節(jié)槽21所處的發(fā)熱單元3沿該加熱器主體軸向的長度等于該加熱器主體的第一端部10與第二端部20的距離。其余的不含調(diào)節(jié)槽21的發(fā)熱單元3沿該加熱器主體軸向的長度等于該 加熱器主體的第一端部10與第二端部20的距離。本實(shí)施例的第一端部10與第二端部20分別位于圖中的上端及下端，但并不限于僅有該方式。

當(dāng)然，還可以改變調(diào)節(jié)槽21的形狀，使得自第二端部20向發(fā)熱單元3內(nèi)部，調(diào)節(jié)槽21垂直于該加熱器主體的中心線方向的截面積根據(jù)發(fā)熱調(diào)節(jié)需要，逐漸變小或變大。

本實(shí)施例的便于調(diào)節(jié)溫度梯度的直拉單晶用加熱器，調(diào)節(jié)槽21所在的加熱單元與其它加熱單元存在溫度差，從而在該直拉單晶用加熱器中形成發(fā)熱分布可調(diào)節(jié)的熱場。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的便于調(diào)節(jié)溫度梯度的直拉單晶用加熱器的結(jié)構(gòu)如圖2所示，其與實(shí)施例1的技術(shù)方案大致相同，其區(qū)別在于，本實(shí)施例的調(diào)節(jié)槽21所在的發(fā)熱單元3的長度小于該加熱器主體的第一端部10與第二端部20的距離，調(diào)節(jié)槽21的長度小于該加熱器主體的第一端部10與第二端部20的距離。當(dāng)然，還可以改變調(diào)節(jié)槽21的形狀，使得自第二端部20向發(fā)熱單元3內(nèi)部，調(diào)節(jié)槽21垂直于該加熱器主體的中心線方向的截面積根據(jù)發(fā)熱調(diào)節(jié)需要，逐漸變小或變大。

本實(shí)施例的便于調(diào)節(jié)溫度梯度的直拉單晶用加熱器，調(diào)節(jié)槽21所在的加熱單元3長度小于該加熱器主體的第一端部10與第二端部20的距離，可以提供更大的溫度差。

本發(fā)明還提供一種使用如上所述的便于調(diào)節(jié)溫度梯度的直拉單晶用加熱器的直拉單晶方法，該方法可用于制造各種尺寸的直拉單晶，本處以8吋為例，說明該直拉單晶方法。具體地，該方法包括以下步驟：

第一步，裝料，按常規(guī)方法將單晶爐清爐處理，安裝熱場，確認(rèn)無故障 后，開始加入多晶硅，投料量200kg，合爐后進(jìn)行抽真空、檢漏、壓力化；

第二步，化料以形成熔體，提升如上所述的便于調(diào)節(jié)溫度梯度的直拉單晶用加熱器的功率至85kw左右，保持氬氣流量為50-90slpm，爐壓為10-20Torr，堝轉(zhuǎn)4-9轉(zhuǎn)/分鐘，多晶硅熔融后形成熔體；

第三步，使用常規(guī)工藝，依次進(jìn)行引晶、放肩、轉(zhuǎn)肩與等徑生長，最后進(jìn)行收尾及冷卻。引晶長度達(dá)到150mm后，進(jìn)行放肩與轉(zhuǎn)肩；等徑時，保持晶轉(zhuǎn)8-14rpm、堝轉(zhuǎn)4-10rpm，氬氣流量為50-90slpm，爐壓為10-20Torr，可實(shí)現(xiàn)晶體生長平均拉速為1.2mm/min；收尾后，冷卻完成即可拆爐。

本實(shí)施例的直拉單晶方法，借助該便于調(diào)節(jié)溫度梯度的直拉單晶用加熱器形成適應(yīng)高拉速、低雜質(zhì)含量、低缺陷等各種需求、優(yōu)化的溫度梯度。