防护结构、加料组件和单晶炉的制作方法

本申请涉及单晶硅制造，具体地涉及一种防护结构、加料组件和单晶炉。

背景技术：

1、在连续直拉单晶（continuous czochralski，ccz）的工艺生产过程中，加料环节的稳定性和可靠性对于单晶生长的质量与效率起着至关重要的作用。目前，连续直拉单晶（ccz）所使用的加料管主要采用石英材质。然而，这种传统石英加料管在实际应用中暴露出诸多问题，严重影响着生产的顺利进行和产品质量。

2、在加料过程中，颗粒硅从石英加料管中下落时速度过快，强大的冲击力使得硅液溅起。溅起的硅液会附着到坩埚壁上，而硅液中含有的成分会与坩埚壁发生化学反应，从而加快了坩埚的腐蚀速度。坩埚作为承载硅液进行单晶生长的关键容器，其使用寿命的缩短不仅增加了生产成本，还会因频繁更换坩埚而影响生产的连续性，降低生产效率。

3、同时，在加料过程中会产生硅蒸汽，石英材质的加料管难以抵御硅蒸汽的侵蚀。随着使用时间的延长，加料管会逐渐变短。当加料管变短到一定程度时，其下沿会高于坩埚上沿。此时，在加料过程中，部分颗粒硅或碎硅料就会不受控制地飘入内坩埚。这些飘入的颗粒硅或碎硅料会干扰单晶生长的正常环境，破坏单晶生长的稳定性，极易导致等径断线现象的发生。等径断线意味着单晶生长过程中出现中断，需要重新进行引晶、放肩等操作，这不仅浪费了大量的硅料和能源，还显著降低了单晶硅的成品率，给企业带来了巨大的经济损失。

技术实现思路

1、本申请的目的之一在于提供一种防护结构，以解决现有技术中在晶体提拉过程中，加料管因硅蒸汽腐蚀变短导致加料位置偏移，引发硅熔扰动和晶体生长中断的技术问题。

2、为了实现上述发明目的之一，本申请提供一种防护结构，包括：护套，其内部形成有供加料管穿过的通道，所述护套包括：护体和设置于所述护体一端的底部；其中，所述护体的侧壁上开设有至少一个侧向开口，所述侧向开口靠近所述底部，所述护套由耐高温且与熔融硅不发生反应的材料制成。

3、作为本申请一实施方式的进一步改进，所述底部为密封结构。

4、作为本申请一实施方式的进一步改进，所述底部配置为平面或斜面结构。

5、作为本申请一实施方式的进一步改进，所述底部配置为凹槽结构时，在凹槽底部设有至少一个通孔。

6、作为本申请一实施方式的进一步改进，所述底部配置为斜面时，所述斜面的倾斜方向指向侧向开口的导出方向。

7、作为本申请一实施方式的进一步改进，所述加料管和所述护体均设置为筒状，所述加料管的外径小于所述护体的内径。

8、作为本申请一实施方式的进一步改进，所述护体的另一端设有向外侧延伸的凸台。

9、作为本申请一实施方式的进一步改进，所述护体和所述底部采用相同材质。

10、作为本申请一实施方式的进一步改进，所述材质为等静压石墨、碳碳、氮化硅、氮化硼和碳化硅。

11、作为本申请一实施方式的进一步改进，所述加料管的出料口与所述侧向开口的上沿齐平。

12、为了实现上述发明目的之一，本申请提供一种加料组件，包括：加料管；防护结构，该防护结构套设于所述加料管的外侧；其中，所述加料管的出料口不低于所述侧向开口的上沿。

13、为了实现上述发明目的之一，本申请提供一种单晶炉，包括：炉体，以及设置于所述炉体内的外坩埚和内坩埚；加料组件，所述加料组件配置为从所述侧向开口排出的原料落入所述内坩埚和所述外坩埚之间的空间内。

14、作为本申请一实施方式的进一步改进，所述单晶炉还包括支承环，所述加料组件穿过所述支承环，所述护体的另一端设有向外侧延伸的凸台，所述凸台卡接于所述支承环的环面。

15、与现有技术相比，本申请实施例具有如下至少一种有益效果：

16、本申请公开了一种防护结构，通过将护套套设于加料管外侧形成物理隔离层，有效阻隔加料过程中产生的硅蒸汽等腐蚀性物质直接接触加料管，避免加料管因硅蒸汽侵蚀而变短，保证加料管与单晶炉之间的相对位置稳定，防止因加料位置偏移导致部分颗粒硅或碎硅料飘入内坩埚内，进而避免等径断线等晶体生长中断情况的发生。同时，护套中的底部通过机械阻挡使下落的硅料动能衰减，而侧向开口则引导硅料以可控角度进入熔硅，能对下落的颗粒硅起到缓冲和导向作用，减缓颗粒硅下落速度，降低其对硅液的冲击力，减少硅液溅起附着到装置上的现象，从而减缓腐蚀速度，保障晶体生长环境的稳定，提高晶体的成品率和生产效率。

1.一种防护结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的防护结构，其特征在于，所述底部为密封结构。

3.根据权利要求2所述的防护结构，其特征在于，所述底部配置为平面或斜面结构。

4.根据权利要求1所述的防护结构，其特征在于，所述底部配置为凹槽结构时，在凹槽底部设有至少一个通孔。

5.根据权利要求1所述的防护结构，其特征在于，所述底部配置为斜面时，所述斜面的倾斜方向指向所述侧向开口的导出方向。

6.根据权利要求1所述的防护结构，其特征在于，所述加料管和所述护体均设置为筒状，所述加料管的外径小于所述护体的内径。

7.根据权利要求1所述的防护结构，其特征在于，所述护体的另一端设有向外侧延伸的凸台。

8.根据权利要求1所述的防护结构，其特征在于，所述护体和所述底部采用相同材质。

9.根据权利要求8所述的防护结构，其特征在于，所述材质为等静压石墨、碳碳、氮化硅、氮化硼和碳化硅。

10.根据权利要求1所述的防护结构，其特征在于，所述加料管的出料口与所述侧向开口的上沿齐平。

11.一种加料组件，其特征在于，包括：

12.一种单晶炉，其特征在于，包括：

13.根据权利要求12所述的单晶炉，其特征在于，所述单晶炉还包括支承环，所述加料组件穿过所述支承环，所述护体的另一端设有向外侧延伸的凸台，所述凸台卡接于所述支承环的环面。