用于拉晶炉的导流筒升降装置和拉晶炉的制作方法

本公开涉及半导体制造，具体地，涉及用于拉晶炉的导流筒升降装置和包括导流筒升降装置的拉晶炉。

背景技术：

1、目前，采用直拉法在拉晶炉中生长单晶硅棒是应用最广泛的单晶硅生产技术。在该方法中，通过将固态的多晶硅原料放置在坩埚内并通过加热器加热使得盛放于坩埚中的多晶硅原料熔化，之后经过试温、引晶、放肩、转肩、等径和收尾等工艺过程，最终完成无位错单晶硅棒的拉制。

2、常用的拉晶炉具有导流筒，导流筒用于对通入拉晶炉内的惰性气体进行导引，以便于利用惰性气体带走多晶硅生长过程中晶体表面及硅熔液表面的热量，以调节热场的纵向及径向温度梯度，并且便于惰性气体带走拉晶过程中的硅蒸汽，以避免杂质影响单晶硅棒的品质。

3、在拉晶过程中，导流筒放置于顶环上并由顶环提供支撑，然而，顶环由下部热毡等热场部件支撑，下部热场部件可能因受热膨胀或安装不平整等原因导致顶环不平或偏斜，因此使放置于顶环上的导流筒底部不平或偏斜，最终影响到坩埚的升降位置，导致坩埚定位不准，影响拉晶过程。

4、此外，在单晶硅生产的加料化料过程中，为避免固体料堆接触导流筒或硅熔液溅射到导流筒上，导流筒需从顶环被提升以与硅熔液表面保持一定距离。然而，加料过程中，导流筒在惰性气体的吹扫下可能发生晃动，导致与导流筒邻近的水冷套可能因受到导流筒碰撞而发生破裂。

技术实现思路

1、本部分提供本公开的总体概要，而不是对本公开的全部范围或所有特征的全面公开。

2、本公开的一个目的在于提供一种能够确保导流筒竖向对中从而使坩埚升降位置更加准确的用于拉晶炉的导流筒升降装置和拉晶炉。

3、本公开的另一目的在于提供一种能够减少加料化料过程中导流筒晃动的用于拉晶炉的导流筒升降装置和拉晶炉。

4、为了实现上述目的，根据本公开的一方面，提供了一种用于拉晶炉的导流筒升降装置，拉晶炉包括导流筒，导流筒包括筒体和从筒体的上端沿径向方向向外延伸的环状部，该导流筒升降装置包括：

5、沿竖向方向延伸的至少两个提拉杆，所述至少两个提拉杆与导流筒的环状部连接并用于为导流筒提供向上的提拉力，以使导流筒能够随着所述至少两个提拉杆而沿竖向方向升降至指定位置并在提拉力的作用下保持在指定位置；以及

6、与环状部的所述一部分相配合的至少一个导引件，所述至少一个导引件固定在拉晶炉的炉体内并沿竖向方向延伸，并且所述至少一个导引件通过与相配合的环状部的所述一部分配合的配合表面对导流筒的升降进行导引，所述至少一个导引件的配合表面在满足导流筒所需要的升降的情况下在竖向方向上的延伸长度最大化。

7、在一些实施方式中，环状部的所述一部分可以是环状部的外周表面，所述至少一个导引件在上端连接至炉体并且沿竖向方向向下延伸成下端至少低于环状部的下表面。

8、在一些实施方式中，环状部的所述一部分可以是设置在环状部上的第一配合件，第一配合件具有基部和从基部沿径向方向向外延伸的突出部，所述至少一个导引件具有与突出部相配合的凹槽，所述至少一个导引件在上端连接至炉体并且沿竖向方向向下延伸成使下端至少到达突出部的在竖向方向上的厚度范围内。

9、在一些实施方式中，环状部的所述一部分可以是设置在环状部上的第二配合件，第二配合件从环状部沿竖向方向向上延伸，所述至少一个导引件在上端连接至炉体并且具有底部敞开的与第二配合件相配合的中空管状结构，所述至少一个导引件在满足导流筒所需要的升降的情况下在竖向方向上的延伸长度最大化。

10、在一些实施方式中，环状部上的第二配合件可以是连接在环状部上的所述至少两个提拉杆中的至少一个提拉杆。

11、在一些实施方式中，所述至少两个提拉杆可以在上端连接至炉体并在下端连接至导流筒的环状部，环状部上设置有至少两个连接件，每个连接件具有允许对应的提拉杆穿过的通孔，提拉杆在穿过通孔后由紧固件在通孔的下方固定。

12、在一些实施方式中，导流筒升降装置可以包括三个提拉杆和一个导引件，三个提拉杆和一个导引件在导流筒的环状部的周向方向上等间隔地布置。

13、在一些实施方式中，导流筒升降装置可以包括两个提拉杆和两个导引件，两个提拉杆和两个导引件在导流筒的环状部的周向方向上等间隔地布置成两个提拉杆彼此相对且两个导引件彼此相对。

14、在一些实施方式中，所述至少一个导引件上设置有位置传感器，以对导流筒在竖向方向上的位置进行监控。

15、根据本公开的另一方面，提供了一种拉晶炉，其包括根据本公开的第一方面的用于拉晶炉的导流筒升降装置。

16、根据上述技术方案，在所述至少两个提拉件的提拉作用以及所述至少一个导引件的导引和限位作用下，在拉晶阶段，导流筒能够借助所述至少两个提拉件提供的支撑力而以竖向对中的悬挂状态保持在其下方指定位置。因此，与现有技术中依赖顶环支撑导流筒的情况相比，本公开的导流筒的底部能够总是保持水平，以便借助导流筒底部的定位销对坩埚液位进行准确测量，进而确保坩埚升降位置的准确性。

17、此外，加料化料阶段，在利用所述至少两个提拉杆牵引导流筒沿竖向方向进行升降运动的同时，利用所述至少一个导引件对导流筒的升降运动提供竖向方向上的导引，使得导流筒在升降过程中以及上升并保持在上方指定位置时，导流筒位置更加稳定，较不容易因气流的影响而发生径向方向上的晃动或摆动，减小了因导流筒因晃动而碰撞水冷壁的可能性。

技术特征：

1.一种用于拉晶炉的导流筒升降装置，所述拉晶炉包括导流筒，所述导流筒包括筒体和从所述筒体的上端沿径向方向向外延伸的环状部，其特征在于，所述导流筒升降装置包括：

2.根据权利要求1所述的用于拉晶炉的导流筒升降装置，其特征在于，所述环状部的所述一部分是所述环状部的外周表面，所述至少一个导引件在上端连接至所述炉体并且沿所述竖向方向向下延伸成下端至少低于所述环状部的下表面。

3.根据权利要求1所述的用于拉晶炉的导流筒升降装置，其特征在于，所述环状部的所述一部分是设置在所述环状部上的第一配合件，所述第一配合件具有基部和从所述基部沿所述径向方向向外延伸的突出部，所述至少一个导引件具有与所述突出部相配合的凹槽，所述至少一个导引件在上端连接至所述炉体并且沿所述竖向方向向下延伸成使下端至少到达所述突出部的在所述竖向方向上的厚度范围内。

4.根据权利要求1所述的用于拉晶炉的导流筒升降装置，其特征在于，所述环状部的所述一部分是设置在所述环状部上的第二配合件，所述第二配合件从所述环状部沿所述竖向方向向上延伸，所述至少一个导引件在上端连接至所述炉体并且具有底部敞开的与所述第二配合件相配合的中空管状结构，所述至少一个导引件在满足所述导流筒所需要的升降的情况下在所述竖向方向上的延伸长度最大化。

5.根据权利要求4所述的用于拉晶炉的导流筒升降装置，其特征在于，所述环状部上的所述第二配合件是连接在所述环状部上的所述至少两个提拉杆中的至少一个提拉杆。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的用于拉晶炉的导流筒升降装置，其特征在于，所述至少两个提拉杆在上端连接至所述炉体并在下端连接至所述导流筒的所述环状部，所述环状部上设置有至少两个连接件，每个连接件具有允许对应的所述提拉杆穿过的通孔，所述提拉杆在穿过所述通孔后由紧固件在所述通孔的下方固定。

7.根据权利要求6所述的用于拉晶炉的导流筒升降装置，其特征在于，包括三个提拉杆和一个导引件，所述三个提拉杆和所述一个导引件在所述导流筒的所述环状部的周向方向上等间隔地布置。

8.根据权利要求6所述的用于拉晶炉的导流筒升降装置，其特征在于，包括两个提拉杆和两个导引件，所述两个提拉杆和所述两个导引件在所述导流筒的所述环状部的周向方向上等间隔地布置成所述两个提拉杆彼此相对且所述两个导引件彼此相对。

9.根据权利要求6所述的用于拉晶炉的导流筒升降装置，其特征在于，所述至少一个导引件上设置有位置传感器，以对所述导流筒在所述竖向方向上的位置进行监控。

10.一种拉晶炉，其特征在于，包括根据权利要求1至9中的任一项所述用于拉晶炉的导流筒升降装置。

技术总结
本公开涉及一种用于拉晶炉的导流筒升降装置和拉晶炉，包括沿竖向方向延伸的至少两个提拉杆，其与导流筒的环状部连接并用于为导流筒提供向上的提拉力，以使导流筒能够随着至少两个提拉杆而沿竖向方向升降至指定位置并在提拉力的作用下保持在指定位置；以及与环状部的一部分相配合的至少一个导引件，其固定在拉晶炉的炉体内并沿竖向方向延伸，并且至少一个导引件通过与相配合的环状部的一部分配合的配合表面对导流筒的升降进行导引，至少一个导引件的配合表面在满足导流筒所需要的升降的情况下在竖向方向上的延伸长度最大化。通过本公开，有助于导流筒在竖向上始终对中以便使坩埚升降位置更加准确，此外，还能够减少升降过程中导流筒晃动。

技术研发人员：纪天平,张鹏举,李厚生
受保护的技术使用者：西安奕斯伟材料科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17