增強，促進該區(qū)域的雜質(zhì)過飽和形核并生成雜質(zhì)夾雜物。本發(fā)明引流裝置通過引流氣道使載氣分成多束載氣流，多束載氣流分別分散地吹射液態(tài)硅表面的不同區(qū)域，相比于現(xiàn)有技術(shù)中載氣集中垂直吹射的方式，則被載氣流吹射區(qū)域的液態(tài)硅的單位面積上接觸的載氣量較少，載氣從該區(qū)域液態(tài)硅表面的單位面積上所帶走的熱量較少，載氣流所吹射區(qū)域的液態(tài)硅的溫度的降幅大大減小，過冷度減弱，從而減少甚至消除了液態(tài)硅中由載氣所促進的雜質(zhì)過飽和形核析出，以及所促進的雜質(zhì)核生長形成雜質(zhì)夾雜物，有利提高晶體特別載氣吹射處的晶體的成品率和質(zhì)量。引流裝置的多條引流氣道圍繞著引流裝置的中心線均勻分布；引流氣道出氣口處的出射載氣流繞著引流裝置的中心線，也即液態(tài)硅的中心，均勻分布；出射載氣流傾斜地吹射液態(tài)硅的表面，出射載氣流和液態(tài)硅表面的相接觸的區(qū)域圍繞液態(tài)硅的中心均勻分布，載氣流對所吹射區(qū)域的液態(tài)硅產(chǎn)生驅(qū)動層流的載氣應力，載氣應力圍繞液態(tài)硅的中心均勻分布;載氣應力驅(qū)動表層液態(tài)硅流動，并繞著液態(tài)硅的中心部沿周向流動，在液態(tài)硅中形成作周向流動的較強的旋轉(zhuǎn)流場。旋轉(zhuǎn)流場有利于把液態(tài)硅表面漂浮的雜質(zhì)輸運到液態(tài)硅的邊緣，減少漂浮的雜質(zhì)對晶體良率的影響，提高晶體的成品率;同時，有利于將液態(tài)硅內(nèi)部的雜質(zhì)輸運到液態(tài)硅的表面，加速液態(tài)硅中雜質(zhì)的揮發(fā);液態(tài)硅在自然熱對流流場和旋轉(zhuǎn)流場的共同作用下，有利于液態(tài)硅中質(zhì)雜的輸運和均勻分布，避免雜質(zhì)局域富集，使晶體的徑向電阻率分布更均勻，晶體的電性能得到優(yōu)化，晶體的質(zhì)量得到進一步提高。此外，通過設計引流氣道的中心線在出口處的切線方向，調(diào)整出射載氣流和液態(tài)硅表面間的夾角(出射載氣流和液態(tài)硅表面法線間的夾角)β，增加夾角β可以增加載氣流和液態(tài)硅表面的接觸面積，接觸面積將增加到載氣流截面積的(l/cos0)倍。適當?shù)販p小夾角β可以使出射載氣流對液態(tài)硅產(chǎn)生更大的驅(qū)動層流的載氣應力，使得液態(tài)硅中由載氣產(chǎn)生的流場增強。因此，增加載氣流和液態(tài)硅表面的接觸面積，有效的方式是采用多條引流氣道分散輸送載氣的方式和增加出射載氣流和液態(tài)硅表面間的夾角的方式相全士么云口口 O
[0070]和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下技術(shù)進步性。
[0071]I)引流裝置中具有通向鑄錠爐內(nèi)的視場，當把進氣部設置在分流部的外部時，弓丨流裝置中通向鑄錠爐內(nèi)的視場沒有遮擋;把進氣部設置在分流部的內(nèi)部時，其雖對視場有遮擋，但被遮擋的面積不足視場面積的四分之一，引流裝置中仍具有通向鑄錠爐內(nèi)的視場；因此，通過引流裝置可順利地察看鑄錠爐內(nèi)的狀態(tài)，方便司爐操作;通過引流裝置插入測晶棒，測量晶體的生長速度;紅外探測儀通過引流裝置可探測鑄錠爐內(nèi)的硅料的狀態(tài)，自動長晶工藝可順利進行。
[0072]2)減少液態(tài)硅中載氣所導致的局域過冷，引流裝置的多個引流氣道使載氣分成多束載氣流，多束載氣流分散傾斜地吹射液態(tài)硅表面的不同區(qū)域，有效地增加了載氣和液態(tài)硅表面的接觸面積，載氣流吹射區(qū)域的液態(tài)硅的單位面積上接觸的載氣量減少，載氣流從該單位面積上所帶走的熱量減少，該區(qū)域由載氣流所導致的局域溫度降幅減小，從而減少甚至避免了液態(tài)硅中由載氣所導致的局域過冷，以及所促進的雜質(zhì)形核生長。
[0073]3)促進雜質(zhì)揮發(fā)和雜質(zhì)均勻分布，提高晶體的質(zhì)量，引流裝置的多個引流氣道圍繞引流裝置的中心線均勻分布，載氣經(jīng)引流氣道分成多束載氣流，載氣流分別傾斜地吹射液態(tài)硅表面的不同區(qū)域，載氣流所吹射區(qū)域圍繞液態(tài)硅表面的中心分布，載氣流對液態(tài)硅產(chǎn)生驅(qū)動層流的載氣應力，載氣應力驅(qū)動著液態(tài)硅流動，形成繞其中心流動的旋轉(zhuǎn)流場。旋轉(zhuǎn)流場有利于把液態(tài)硅表面漂浮的雜質(zhì)輸運到液態(tài)硅邊緣，減少漂浮的雜質(zhì)對晶體良率的影響，提尚晶體的成品率;還有利于將液態(tài)娃內(nèi)部的雜質(zhì)輸運到液態(tài)娃的表面，加速液態(tài)娃中雜質(zhì)的揮發(fā);液態(tài)硅在自然對流流場和旋轉(zhuǎn)流場的共同作用下，有利于液態(tài)硅中質(zhì)雜的輸運和均勻分布，避免雜質(zhì)局域富集，使晶體徑向電阻率分布更均勻，晶體的質(zhì)量得到進一步提尚。O
[0074]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書、說明書及其等效物界定。
【主權(quán)項】
1.一種改變載氣流向的引流裝置，其特征在于:包括依次固定連接的進氣部、分流部和引流部，所述進氣部內(nèi)置用于載氣流入的進氣孔，分流部內(nèi)置分流腔，引流部由至少一條用于改變載氣流向的引流氣道構(gòu)成，所述進氣孔和分流腔連通，引流氣道的進氣口和分流腔連通，出氣口沿著周向按同方向的角向分布。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改變載氣流向的引流裝置，其特征在于:所述分流部和引流部一體成型，為沿其中心線方向設置通孔的柱狀體，所述分流部的側(cè)壁內(nèi)設置沿周向延伸的呈環(huán)狀的分流腔;所述引流部的側(cè)壁內(nèi)設置自分流腔的下端面向下延伸的引流氣道，弓丨流氣道的出氣口位于引流部的下端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改變載氣流向的引流裝置，其特征在于:所述分流部和引流部為沿其中心線方向設置通孔的柱狀體，所述分流部包括軸向固定連接的第一分流部和第二分流部，第二分流部和引流部一體成型;所述第一分流部下端部的側(cè)壁內(nèi)設置沿周向延伸的呈環(huán)形的下端面開口的第一分流腔，所述進氣孔和第一分流腔連通;所述第二分流部上端部的側(cè)壁內(nèi)設置沿周向延伸的呈環(huán)形的上端面開口的第二分流腔，第二分流腔和第一分流腔相對應，所述第一分流腔和第二分流腔構(gòu)成所述分流腔;所述引流部的側(cè)壁內(nèi)設置自第二分流腔下端面向下延伸的引流氣道，引流氣道的出氣口位于引流部的下端。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種改變載氣流向的引流裝置，其特征在于:所述進氣孔和分流腔之間通過連通氣道連通，所述連通氣道的一端和進氣孔相切連通，另一端和分流腔的側(cè)面相切連通。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改變載氣流向的引流裝置，其特征在于:所述進氣部為內(nèi)置進氣孔的進氣管，引流部包括內(nèi)置引流氣道的引流氣管;所述分流部為主要由內(nèi)側(cè)壁、夕卜側(cè)壁、上端壁和下端壁所構(gòu)成的呈環(huán)狀的密閉腔體，所述內(nèi)側(cè)壁、外側(cè)壁、上端壁和下端壁構(gòu)成所述分流腔;進氣管的一端和分流腔連通并固定;所述引流氣管設置在分流部的下方，引流氣管上端的進氣口和分流腔連通，并和引流部固定，引流氣管下端的出氣口沿著周向按同方向的角向分布。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種改變載氣流向的引流裝置，其特征在于:所述進氣管和分流部的分流腔間通過連通管連通，所述連通管的一端和進氣管相切連通并固定，另一端和分流腔的側(cè)壁相切連通并固定。7.根據(jù)權(quán)利要求2-6所述的一種改變載氣流向的引流裝置，其特征在于: 所述進氣部設置在分流部的內(nèi)部，進氣孔的中心線和分流部的中心線平行;或者， 所述進氣部設置在分流部的外部，進氣孔的中心線和分流部的中心線平行或垂直。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種改變載氣流向的引流裝置，其特征在于: 所述引流氣道沿圓柱狀螺旋線延伸，引流氣道出氣口段的螺旋線的螺距逐漸減小，弓丨流氣道的出氣口位于分流部下端面的正下方;或者， 所述引流氣道沿圓柱狀螺旋線延伸，引流氣道出氣口段的螺旋線的螺距逐漸減小、半徑逐漸增大，引流氣道的出氣口位于分流部的外側(cè)壁延伸面的下端或位于分流部外側(cè)壁延伸面的外部。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種改變載氣流向的引流裝置，其特征在于:所述引流氣道的數(shù)量為2個、3個或4個。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種改變載氣流向的引流裝置，其特征在于:所述進氣部、分流部、引流部的材質(zhì)為石墨、鉬、鎢或鈦。
【專利摘要】本發(fā)明屬于多晶鑄錠設備領(lǐng)域，具體公開了一種改變載氣流向的引流裝置，包括依次固定連接的進氣部、分流部和引流部，進氣部內(nèi)置用于載氣流入的進氣孔，分流部內(nèi)置分流腔，引流部由至少一條用于改變載氣流向的引流氣道構(gòu)成，所述進氣孔和分流腔連通，引流氣道的進氣口和分流腔連通，出氣口沿著周向按同方向的角向分布。本發(fā)明引流裝置具有通向鑄錠爐內(nèi)的視場，引流裝置使載氣分散地吹射液態(tài)硅表面的不同區(qū)域，增加載氣和液態(tài)硅表面的接觸面積，減少載氣導致的局域過冷及載氣促進的雜質(zhì)形成；載氣驅(qū)動液態(tài)硅中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流場，在自然對流流場和旋轉(zhuǎn)流場的共同作用下，促進雜質(zhì)揮發(fā)，減少液態(tài)硅中的雜質(zhì)局域富集，使晶體的徑向電阻率分布更均勻。
【IPC分類】C30B28/06, C30B29/06
【公開號】CN105671633
【申請?zhí)枴緾N201610082942
【發(fā)明人】陳鴿, 其他發(fā)明人請求不公開姓名
【申請人】陳鴿
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年2月3日