一种新型的低沾染,免耗材的直拉炉设计

本发明涉及晶体生长领域 

直拉法(CZ法)指晶体生长的一种方法，用来获取半导体(如硅、锗、砷化镓)、金属(钯、铂、银、金)、盐，或者是合成宝石的单晶。也称切氏或者柴氏法，由波兰科学家切克劳斯基于1916年研究金属的结晶速率时发明的。 

由于硅熔点高达1400多度，而最终产品需要要免受金属，硼磷碳氧等各种杂质的污染。使用不锈钢水冷的炉室设计。所以现代硅工业标准的直拉单晶炉设计，在炉室内使用高纯石墨材料制作加热器和坩埚托碗，高纯碳保温材料做保温筒，石英坩埚放在石墨托碗中承装熔融的高温液态硅。各种石墨和碳碳材料以及其他一些效应是拉制后硅材料中重要的污染来源。同时，高纯石墨和碳保温材料作为高成本耗材，导致硅晶体的生产成本居高不下。 

本发明旨在在炉室内取消或者减少使用的石墨和碳碳复合材料，以减少像对应的各种污染。使用陶瓷非金属材料来加工直拉炉的炉室。 

合适的陶瓷材料(相对于金属，通常的直拉炉使用高质量的不锈钢或者结合一些碳钢材料制造)对高温具有更高的耐受性。 

所以相较于传统的单晶炉设计，本发明不需要在坩埚和炉室之间布置碳保温材料或者使用陶瓷材料取代碳保温材料，甚至可以取消炉室上的冷却水系统。 

由于本发明中采用陶瓷材料，使得本发明可以很方便的使用感应加热方法加热熔融硅。由于传统方法使用石墨作加热器，感应加热方法可以进一步减少石墨的使用。或者将传统石墨加热器通过合适的陶瓷材料覆 盖起来，可以有效地降低石墨对最终硅产品的污染。 

1坩埚2陶瓷护板3底部加热器4侧方保温罩(桶)5侧方加热器6底部保温罩7籽晶8硅晶体9硅熔体10陶瓷炉筒(炉室) 

在附图结构中采用碳化硅，氮化硅，氧化铝，氧化锆等材料设计加工2陶瓷护板，4侧方保温罩(桶)，6底部保温罩，10陶瓷炉筒(炉室)。 

在附图结构中10陶瓷炉筒(炉室)中不承受高温部分(如炉盖，或炉底盘等部分)采用不锈钢等金属材料同陶瓷结构通过一定方式结合使用，同样为本发明的一种实施方式。 

将上述结构中的全部或者除10陶瓷炉筒(炉室)以外部分(或者其等价设计)置于某金属容器中，同样为本发明的一种实施方式。 

在传统金属制直拉炉内部添加陶瓷材料的隔热罩桶或者内衬，从而构成上述结构中的全部或者除10陶瓷炉筒(炉室)以外部分(或者其等价设计)，同样为本发明的一种实施方式。 

在传统的直拉炉的金属内壁，以及其他内构件上，使用喷，涂，镀或者其他方法添加陶瓷层(膜)，从而构成上述结构中的全部或者除10陶瓷炉筒(炉室)以外部分(或者其等价设计)，同样为本发明的一种实施方式。 

出于成本及结构设计(真空，机械支撑，运动部件，热负荷等)的综合考虑，综上所述各种实现方法若干种方法的有机结合(任何熟悉硅材料直拉技术的工程技术人员可以理解这些方法同本发明互为等价)，均为本发明合理有效的实现方式。