本实用新型专利技术公开了一种使氩气被加热至一个恒定的温度进而避免对晶棒的生长造成较大的影响的用于直拉法生产单晶硅棒的单晶炉。该单晶炉，包括上炉膛、下炉膛，所述上炉膛顶部设置有籽晶旋转提升机构，下炉膛内设置有保温筒，保温筒内设置有石墨坩埚，石墨坩埚内设有石英坩埚，石墨坩埚外侧设置有加热器，石墨坩埚底部设置有坩埚旋转顶升机构，下炉膛的顶部连接有氩气管，氩气管上设置有气体加热装置，通过在气体加热装置的热电偶温度计与温控表之间设置放大电路，利用放大电路热电偶温度计的微小电压变化放大，可以使温控表及时快速对氩气的加热温度进行调控，这样便可以使氩气被加热至一个恒定的温度。适合在单晶生产设备领域推广应用。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及单晶生产设备领域，尤其是一种用于直拉法生产单晶硅棒的单晶炉。
技术介绍
21世纪，世界能源危机促进了光伏市场的发展，晶体硅太阳能电池是光伏行业的主导产品。随着世界各国对太阳能光伏产业的进一步重视，特别是发达国家制定了一系列的扶持政策，鼓励开发利用太阳能，另外，随着硅太阳能电池应用面的不断扩大，太阳能电池的需求量越来越大，硅单晶材料的需求量也就越来越大。单晶硅为一种半导体材料，一般用于制造集成电路和其他电子元件，单晶硅生长技术有两种：一种是区熔法，另一种是直拉法，其中直拉法使目前普遍采用的方法。直拉法生长单晶硅的方法如下：将高纯度的多晶硅原料放入单晶炉的石英坩埚内，然后在低真空有流动惰性气体的保护下加热熔化，把一支有着特定生长方向的单晶硅(也叫做籽晶)装入籽晶夹持装置中，并使籽晶与硅溶液接触，调整熔融硅溶液的温度，使其接近熔点温度，然后驱动籽晶自上而下伸入熔融的硅溶液中并旋转，然后缓缓上提籽晶，此时，单晶硅进入锥体部分的生长，当锥体的直径接近目标直径时，提高籽晶的提升速度，使单晶硅体直径不再增大而进入晶体的中部生长阶段，在单晶硅体生长接近结束时，再提高籽晶的提升速度，单晶硅体逐渐脱离熔融硅，形成下锥体而结束生长。用这种方法生长出来的单晶硅，其形状为两段呈锥形的圆柱体，将该圆柱体切片，即得到单晶硅半导体原料，这种圆形单晶硅片就可以作为集成电路或太阳能的材料。单晶硅拉制一般在单晶炉中进行，目前，所使用的单晶炉，包括上炉膛、下炉膛，上炉膛设置在下炉膛上方且上炉膛通过隔离阀固定在下炉膛顶部，所述上炉膛顶部设置有籽晶旋转提升机构，所述下炉膛内设置有保温筒，所述保温筒内设置有石墨坩埚，所述石墨坩埚内设有石英坩埚，石墨坩埚外侧设置有加热器，加热器位于保温筒内，所述加热器通过加热电极固定在下炉膛底部，下炉膛的顶部连接有氩气管，所述氩气管穿过下炉膛伸入到下炉膛内，所述下炉膛的下部设置有真空抽口，所述真空抽口上连接有排放管，排放管末端连接有真空泵，真空泵的进口与排放管的出口相连，所述石英坩埚上方设置有籽晶夹持装置，所述籽晶夹持装置通过传动杆与籽晶旋转提升机构相连，所述石墨坩埚底部设置有坩埚旋转顶升机构，所述石墨坩埚与坩埚旋转顶升机构设置有圆形的石墨托板，所述氩气管上设置有气体加热装置，所述气体加热装置包括柱状基体，所述柱状基体内设置有圆柱形的气体加热空腔，所述柱状基体上设置有与气体加热空腔连通的进气口与出气口，所述进气口通过气管与氩气源连通，所述出气口与氩气管连通，所述柱状基体的表面缠绕有加热丝，所述加热丝连接在电源上，这种单晶炉在实际使用过程中存在以下问题：氩气在进入下炉膛之前通常都需要使氩气的温度被加热至一个恒定的温度，这样做是为了避免氩气的温度过低对下炉膛内的温度造成较大的影响，为了实现此目的，通常都是利用温控表和温度探头实现对氩气温度的调控，但是，温控表的调控精度受到温度变化大小的影响，如果温度变化较大，温控表反应较为快速，灵敏，如果温度变化较小，则温控表则反应迟钝，有时甚至不会有任何反应，如果等氩气的温度发生较大变化时，温控表才开始进行调控，这就会导致氩气的温度变化非常大，不能够较为稳定的保持在一个恒定的温度，会对下炉膛内的温度造成较大的影响，进而对晶棒的生长造成较大的影响，致使最后长成的晶棒质量较差。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种使氩气被加热至一个恒定的温度进而避免对晶棒的生长造成较大的影响的用于直拉法生产单晶硅棒的单晶炉。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：该用于直拉法生产单晶硅棒的单晶炉，包括上炉膛、下炉膛，上炉膛设置在下炉膛上方且上炉膛通过隔离阀固定在下炉膛顶部，所述上炉膛顶部设置有籽晶旋转提升机构，所述下炉膛内设置有保温筒，所述保温筒内设置有石墨坩埚，所述石墨坩埚内设有石英坩埚，石墨坩埚外侧设置有加热器，加热器位于保温筒内，所述加热器通过加热电极固定在下炉膛底部，下炉膛的顶部连接有氩气管，所述氩气管穿过下炉膛伸入到下炉膛内，所述下炉膛的下部设置有真空抽口，所述真空抽口上连接有排放管，排放管末端连接有真空泵，真空泵的进口与排放管的出口相连，所述石英坩埚上方设置有籽晶夹持装置，所述籽晶夹持装置通过传动杆与籽晶旋转提升机构相连，所述石墨坩埚底部设置有坩埚旋转顶升机构，所述石墨坩埚与坩埚旋转顶升机构设置有圆形的石墨托板，所述氩气管上设置有气体加热装置，所述气体加热装置包括柱状基体，所述柱状基体内设置有圆柱形的气体加热空腔，所述柱状基体上设置有与气体加热空腔连通的进气口与出气口，所述进气口通过气管与氩气源连通，所述出气口与氩气管连通，所述柱状基体的表面缠绕有加热丝，所述加热丝连接在电源上，所述加热丝与电源之间设置有温控表，所述气体加热空腔内设置有热电偶温度计，所述热电偶温度计与温控表相连接，还包括放大电路，所述热电偶温度计与放大电路的输入端连接，放大电路的输出端与温控表相连，所述放大电路包括电阻第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、NMOS管第三NMOS管M3、第四NMOS管M4、第五NMOS管M5、第六NMOS管M6和第七NMOS管M7；热电偶温度计D的负极接第一NMOS管M1的源极和第二NMOS管M2的栅极，其正极接地；第一NMOS管M1的漏极通过第一电阻R1接电源VDD，其栅极接第二NMOS管M2的漏极，其源极通过第二电阻R2接地；第二NMOS管M2的漏极通过第三电阻R3接电源VDD，其栅极接第一NMOS管M1的源极，其源极接地；第三NMOS管M3的漏极通过第四电阻R4接电源VDD，其栅极接第四NMOS管M4的漏极，其源极通过第五电阻R5接地；第四NMOS管M4的漏极通过第六电阻R6接电源VDD，其源极接地；第五NMOS管M5的漏极通过第七电阻R7接电源VDD，其栅极接第三NMOS管M3的漏极；第六NMOS管M6的漏极通过第八电阻R8接电源VDD，其栅极接第一NMOS管M1的漏极；第五NMOS管M5和第六NMOS管M6的源极共同接第七NMOS管M7的漏极；第七NMOS管M7的栅极接第三NMOS管M3的源极和第四NMOS管M4的栅极，其源极接地；第八电阻R8与第六NMOS管M6的连接点为放大电路的输出端。进一步的是，所述下炉膛内设置有环形布气板，所述环形布气板水平设置在石墨坩埚的上方，所述环形布气板为夹层结构，包括第一上层板与第一下层板，所述第一上层板与第一下层板本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于直拉法生产单晶硅棒的单晶炉，包括上炉膛(1)、下炉膛(2)，上炉膛(1)设置在下炉膛(2)上方且上炉膛(1)通过隔离阀(3)固定在下炉膛(2)顶部，所述上炉膛(1)顶部设置有籽晶旋转提升机构(4)，所述下炉膛(2)内设置有保温筒(5)，所述保温筒(5)内设置有石墨坩埚(6)，所述石墨坩埚(6)内设有石英坩埚(7)，石墨坩埚(6)外侧设置有加热器(8)，加热器(8)位于保温筒(5)内，所述加热器(8)通过加热电极(9)固定在下炉膛(2)底部，下炉膛(2)的顶部连接有氩气管(10)，所述氩气管(10)穿过下炉膛(2)伸入到下炉膛(2)内，所述下炉膛(2)的下部设置有真空抽口(11)，所述真空抽口(11)上连接有排放管(12)，排放管(12)末端连接有真空泵(13)，真空泵(13)的进口与排放管(12)的出口相连，所述石英坩埚(7)上方设置有籽晶夹持装置(14)，所述籽晶夹持装置(14)通过传动杆(15)与籽晶旋转提升机构(4)相连，所述石墨坩埚(6)底部设置有坩埚旋转顶升机构(16)，所述石墨坩埚(6)与坩埚旋转顶升机构(16)之间设置有圆形的石墨托板(17)，所述氩气管(10)上设置有气体加热装置(29)，所述气体加热装置(29)包括柱状基体(291)，所述柱状基体(291)内设置有圆柱形的气体加热空腔(292)，所述柱状基体(291)上设置有与气体加热空腔(292)连通的进气口与出气口，所述进气口通过气管与氩气源(293)连通，所述出气口与氩气管(10)连通，所述柱状基体(291)的表面缠绕有加热丝(294)，所述加热丝(294)连接在电源(295)上，所述加热丝(294)与电源(295)之间设置有温控表(296)，所述气体加热空腔(292)内设置有热电偶温度计(297)，所述热电偶温度计(297)与温控表(296)相连接，其特征在于：还包括放大电路(298)，所述热电偶温度计(297)与放大电路(298)的输入端连接，放大电路(298)的输出端与温控表(296)相连，所述放大电路(298)包括电阻第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、NMOS管第三NMOS管M3、第四NMOS管M4、第五NMOS管M5、第六NMOS管M6和第七NMOS管M7；热电偶温度计D的负极接第一NMOS管M1的源极和第二NMOS管M2的栅极，其正极接地；第一NMOS管M1的漏极通过第一电阻R1接电源VDD，其栅极接第二NMOS管M2的漏极，其源极通过第二电阻R2接地；第二NMOS管M2的漏极通过第三电阻R3接电源VDD，其栅极接第一NMOS管M1的源极，其源极接地；第三NMOS管M3的漏极通过第四电阻R4接电源VDD，其栅极接第四NMOS管M4的漏极，其源极通过第五电阻R5接地；第四NMOS管M4的漏极通过第六电阻R6接电源VDD，其源极接地；第五NMOS管M5的漏极通过第七电阻R7接电源VDD，其栅极接第三NMOS管M3的漏极；第六NMOS管M6的漏极通过第八电阻R8接电源VDD，其栅极接第一NMOS管M1的漏极；第五NMOS管M5和第六NMOS管M6的源极共同接第七NMOS管M7的漏极；第七NMOS管M7的栅极接第三NMOS管M3的源极和第四NMOS管M4的栅极，其源极接地；第八电阻R8与第六NMOS管M6的连接点为放大电路的输出端。...
【技术特征摘要】
1.用于直拉法生产单晶硅棒的单晶炉，包括上炉膛(1)、下炉膛(2)，上炉膛(1)设
置在下炉膛(2)上方且上炉膛(1)通过隔离阀(3)固定在下炉膛(2)顶部，所述上炉膛
(1)顶部设置有籽晶旋转提升机构(4)，所述下炉膛(2)内设置有保温筒(5)，所述保温
筒(5)内设置有石墨坩埚(6)，所述石墨坩埚(6)内设有石英坩埚(7)，石墨坩埚(6)外
侧设置有加热器(8)，加热器(8)位于保温筒(5)内，所述加热器(8)通过加热电极(9)
固定在下炉膛(2)底部，下炉膛(2)的顶部连接有氩气管(10)，所述氩气管(10)穿过下
炉膛(2)伸入到下炉膛(2)内，所述下炉膛(2)的下部设置有真空抽口(11)，所述真空
抽口(11)上连接有排放管(12)，排放管(12)末端连接有真空泵(13)，真空泵(13)的
进口与排放管(12)的出口相连，所述石英坩埚(7)上方设置有籽晶夹持装置(14)，所述
籽晶夹持装置(14)通过传动杆(15)与籽晶旋转提升机构(4)相连，所述石墨坩埚(6)
底部设置有坩埚旋转顶升机构(16)，所述石墨坩埚(6)与坩埚旋转顶升机构(16)之间设
置有圆形的石墨托板(17)，所述氩气管(10)上设置有气体加热装置(29)，所述气体加热
装置(29)包括柱状基体(291)，所述柱状基体(291)内设置有圆柱形的气体加热空腔(292)，
所述柱状基体(291)上设置有与气体加热空腔(292)连通的进气口与出气口，所述进气口
通过气管与氩气源(293)连通，所述出气口与氩气管(10)连通，所述柱状基体(291)的
表面缠绕有加热丝(294)，所述加热丝(294)连接在电源(295)上，所述加热丝(294)与
电源(295)之间设置有温控表(296)，所述气体加热空腔(292)内设置有热电偶温度计(297)，
所述热电偶温度计(297)与温控表(296)相连接，其特征在于：还包括放大电路(298)，
所述热电偶温度计(297)与放大电路(298)的输入端连接，放大电路(298)的输出端与温
控表(296)相连，所述放大电路(298)包括电阻第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、
第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一NMOS管M1、第
二NMOS管M2、NMOS管第三NMOS管M3、第四NMOS管M4、第五NMOS管M5、第六NMOS管M6
和第七NMOS管M7；热电偶温度计D的负极接第一NMOS管M1的源极和第二NMOS管M2的栅
极，其正极接地；第一NMOS管M1的漏极通过第一电阻R1接电源VDD，其栅极接第二NMOS
管M2的漏极，其源极通过第二电阻R2接地；第二NMOS管M2的漏极通过第三电阻R3接电源
VDD，其栅极接第一NMOS管M1的源极，其源极接地；第三NMOS管M3的漏极通过第四电阻
R4接电源VDD，其栅极接第四NMOS管M4的漏极，其源极通过第五电阻R5接地；第四NMOS
管M4的漏极通过第六电阻R6接电源VDD，其源极接地；第五NMOS管M5的漏极通过第七电
阻R7接电源VDD，其栅极接第三NMOS管M3的漏极；第六NMOS管M6的漏极通过第八电阻R8
接电源VDD，其栅极接第一NMOS管M1的漏极；第五NMOS管M5和第六NMOS管M6的源极共
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈五奎，刘强，徐文州，樊茂德，党建平，
申请(专利权)人：乐山新天源太阳能科技有限公司，深圳市拓日新能源科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51
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