本技術(shù)屬于擴(kuò)散爐領(lǐng)域，具體涉及一種拼接式擴(kuò)散爐爐膽及擴(kuò)散爐。

背景技術(shù)：

1、擴(kuò)散爐是半導(dǎo)體生產(chǎn)線前工序的重要工藝設(shè)備之一，用于大規(guī)模集成電路、分立器件、電力電子、光電器件和光導(dǎo)纖維等行業(yè)的擴(kuò)散、氧化、退火、合金及燒結(jié)等工藝。

2、在topcon電池的生產(chǎn)中，擴(kuò)散爐用于其中硅片的硼擴(kuò)散和磷擴(kuò)散，硼擴(kuò)散的工作溫度大概在1050度，磷擴(kuò)散的工作溫度大概在900度左右，硼擴(kuò)散爐使用溫度太高，而且使用條件是急冷急熱，如果爐絲采用金屬發(fā)熱絲，升到高溫后，爐絲表面會形成幾十微米的氧化膜，可以保護(hù)金屬絲不再受氧化，但是由于硅片離子擴(kuò)散后要快速降溫到600-700度然后從爐門口取出硅片，所以爐子損壞主要是進(jìn)口和出口兩節(jié)爐門口的內(nèi)膽金屬發(fā)熱絲，金屬發(fā)熱絲的表面負(fù)荷一般不能超過1.5w/cm2，爐絲上的金屬絲氧化膜容易剝落，然后再裝硅片急速加溫到1050度，一天反復(fù)六次加熱工作，導(dǎo)致爐門口內(nèi)膽的金屬發(fā)熱絲的氧化膜反復(fù)形成和剝落，金屬發(fā)熱絲被不斷消耗，從而使金屬發(fā)熱絲壽命大大縮短，導(dǎo)致爐子壽命大概只有10個月左右，且氧化膜在反復(fù)形成和剝落過程中，金屬發(fā)熱絲在不斷消耗，加熱效率變低，導(dǎo)致擴(kuò)散效率變低，影響生產(chǎn)硅片的產(chǎn)品質(zhì)量。

3、所以設(shè)計(jì)一款使用壽命長、維修成本低、擴(kuò)散效率高、生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量高的擴(kuò)散爐爐膽是市場需求的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種拼接式擴(kuò)散爐爐膽。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種拼接式擴(kuò)散爐爐膽,包括呈長筒型的爐膽外壁、設(shè)置于所述爐膽外壁內(nèi)多個加熱管沿所述爐膽外壁長度方向拼接成的爐膽本體，所述爐膽本體包括至少一個第一加熱管、位于首端與/或尾端且鄰接爐門的第二加熱管，所述第一加熱管包括用于加熱管內(nèi)腔的金屬發(fā)熱絲，所述第二加熱管包括用于加熱管內(nèi)腔的至少一組電極棒繞組，所述電極棒繞組為硅碳棒或硅鉬棒。設(shè)計(jì)成拼接式的爐膽結(jié)構(gòu)，并在開口處采用硅碳棒或硅鉬棒加熱，硅碳棒和硅鉬棒是陶瓷發(fā)熱體，表面負(fù)荷可以設(shè)計(jì)的很高，例如10w/cm2，而且在表面形成的氧化膜更容易抗剝落，因此，爐膽開口處溫度加熱到1050度后再快速降溫到600-700度，硅碳棒和硅鉬棒表面產(chǎn)生的氧化膜不容易被剝落，使得表面氧化膜能夠保護(hù)硅碳棒和硅鉬棒不再被氧化，因此在爐膽開口處使用硅碳棒或硅鉬棒大大延長了使用壽命，同時保證硼穩(wěn)定高效的擴(kuò)散，保證了電池硅片的產(chǎn)品質(zhì)量。

3、在某些實(shí)施方式中，所述第二加熱管包括第二保溫管體、能夠?qū)⒅辽僖唤M所述電極棒繞組在所述第二保溫管體內(nèi)穩(wěn)定的穩(wěn)固結(jié)構(gòu)。

4、在某些實(shí)施方式中，所述第二保溫管體是由至少一層耐高溫纖維毯包裹在至少一組所述電極棒繞組上形成的管狀體；或者，所述第二保溫管體是采用耐高溫纖維材料真空吸附而成的管狀體。

5、在某些實(shí)施方式中，所述穩(wěn)固結(jié)構(gòu)包括通過真空吸附多個一體成型在所述第二保溫管體內(nèi)壁上陶瓷定位件；或者，所述穩(wěn)固結(jié)構(gòu)包括適用于棒體至少部分沿著所述爐膽中心線方向延伸的所述電極棒繞組的至少兩組定位箍，每組所述定位箍包括陶瓷圈、穿在所述陶瓷圈上的多個陶瓷定位件；或者，所述穩(wěn)固結(jié)構(gòu)包括適用于棒體至少部分沿著所述爐膽長度方向螺旋延伸的所述電極棒繞組的至少兩組定位條，每組定位條包括陶瓷定位棒、穿在所述陶瓷定位棒上的多個陶瓷定位件；每個所述陶瓷定位件上具有用于將所述電極棒繞組棒體相扣或相勾配合定位的定位槽。

6、在某些實(shí)施方式中，所述第二保溫管體是由至少一種厚度的氧化鋁纖維毯包裹而成的管狀體，該管狀體壁厚35mm-55mm。

7、在某些實(shí)施方式中，所述第一加熱管包括通過耐高溫纖維真空吸附形成的第一保溫管體，所述金屬發(fā)熱絲在真空吸附過程中一體成型并嵌設(shè)于所述第一保溫管體內(nèi)壁上。

8、在某些實(shí)施方式中，所述第二加熱管內(nèi)具有多組沿著管內(nèi)圈均勻分布的所述電極棒繞組，通過分別控制所述電極棒繞組的溫度，能夠使得所述第二加熱管管內(nèi)腔具有多個溫區(qū)。

9、在某些實(shí)施方式中，所述拼接式擴(kuò)散爐爐膽還包括固定于所述爐膽外壁兩端部的爐膽門框，所述第一加熱管和所述第二加熱管拼接于兩個所述爐膽門框之間。

10、本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種擴(kuò)散爐。

11、為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種包含有任意一項(xiàng)實(shí)施方式所述拼接式擴(kuò)散爐爐膽的擴(kuò)散爐，還包括爐箱體，所述爐膽位于所述爐箱體內(nèi)。

12、本實(shí)用新型的范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時也應(yīng)涵蓋由上述技術(shù)特征或其等同特征進(jìn)行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請中公開的（但不限于）具有類似功能的技術(shù)特征進(jìn)行互相替換而形成的技術(shù)方案等。

13、由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：

14、1、本實(shí)用新型的擴(kuò)散爐爐膽設(shè)計(jì)成拼接式的爐膽結(jié)構(gòu)，并在開口處采用硅碳棒或硅鉬棒加熱，硅碳棒和硅鉬棒是陶瓷發(fā)熱體，表面負(fù)荷可以設(shè)計(jì)的很高，例如10w/cm2，而且在表面形成的氧化膜更容易抗剝落，因此，爐膽開口處溫度加熱到1050度后再快速降溫到600-700度，硅碳棒和硅鉬棒表面產(chǎn)生的氧化膜不容易被剝落，使得表面氧化膜能夠保護(hù)硅碳棒和硅鉬棒不再被氧化，因此在爐膽開口處使用硅碳棒或硅鉬棒大大延長了使用壽命，同時保證硼穩(wěn)定高效的擴(kuò)散，保證了生產(chǎn)硅片的產(chǎn)品質(zhì)量；

15、2、結(jié)合爐膽中間段采用金屬發(fā)熱絲，用這種拼裝加熱的方式，延長使用壽命的同時，盡可能的降低了成本，性價比高；

16、3、電極棒繞組通過與陶瓷定位件卡扣或勾配合穩(wěn)固，拆卸方便，拆裝簡單，方便后續(xù)維修；

17、4、電極棒繞組通過與陶瓷定位件配合穩(wěn)固后，尤其是采用至少一層耐高溫纖維毯包裹在電極棒繞組上形成第二保溫管體，安裝更加方便簡單；

18、5、爐膽門框的設(shè)置，使得第一加熱管和第二加熱管軸向固定，不會發(fā)生移位，結(jié)構(gòu)簡單，不需要額外設(shè)置固定機(jī)構(gòu)，且方便后續(xù)維修時拆裝各個加熱管。

技術(shù)特征：

1.一種拼接式擴(kuò)散爐爐膽,其特征在于：包括呈長筒型的爐膽外壁（1）、設(shè)置于所述爐膽外壁（1）內(nèi)多個加熱管沿所述爐膽外壁（1）長度方向拼接成的爐膽本體，所述爐膽本體包括至少一個第一加熱管（2）、位于首端與/或尾端且鄰接爐門的第二加熱管（3），所述第一加熱管（2）包括用于加熱管內(nèi)腔的金屬發(fā)熱絲，所述第二加熱管（3）包括用于加熱管內(nèi)腔的至少一組電極棒繞組（4），所述電極棒繞組（4）為硅碳棒或硅鉬棒。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拼接式擴(kuò)散爐爐膽，其特征在于：所述第二加熱管（3）包括第二保溫管體、能夠?qū)⒅辽僖唤M所述電極棒繞組（4）在所述第二保溫管體內(nèi)穩(wěn)定的穩(wěn)固結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的拼接式擴(kuò)散爐爐膽，其特征在于：所述第二保溫管體是由至少一層耐高溫纖維毯包裹在至少一組所述電極棒繞組（4）上形成的管狀體；或者，所述第二保溫管體是采用耐高溫纖維材料真空吸附而成的管狀體。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的拼接式擴(kuò)散爐爐膽，其特征在于：所述穩(wěn)固結(jié)構(gòu)包括通過真空吸附多個一體成型在所述第二保溫管體內(nèi)壁上陶瓷定位件（5）；或者，所述穩(wěn)固結(jié)構(gòu)包括適用于棒體至少部分沿著所述爐膽中心線方向延伸的所述電極棒繞組（4）的至少兩組定位箍，每組所述定位箍包括陶瓷圈、穿在所述陶瓷圈上的多個陶瓷定位件（5）；或者，所述穩(wěn)固結(jié)構(gòu)包括適用于棒體至少部分沿著所述爐膽長度方向螺旋延伸的所述電極棒繞組（4）的至少兩組定位條，每組定位條包括陶瓷定位棒、穿在所述陶瓷定位棒上的多個陶瓷定位件（5）；每個所述陶瓷定位件（5）上具有用于將所述電極棒繞組（4）棒體相扣或相勾配合定位的定位槽。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的拼接式擴(kuò)散爐爐膽，其特征在于：所述第二保溫管體是由至少一種厚度的氧化鋁纖維毯包裹而成的管狀體，該管狀體壁厚35mm-55mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拼接式擴(kuò)散爐爐膽，其特征在于：所述第一加熱管（2）包括通過耐高溫纖維真空吸附形成的第一保溫管體，所述金屬發(fā)熱絲在真空吸附過程中一體成型并嵌設(shè)于所述第一保溫管體內(nèi)壁上。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拼接式擴(kuò)散爐爐膽，其特征在于：所述第二加熱管（3）內(nèi)具有多組沿著管內(nèi)圈均勻分布的所述電極棒繞組（4），通過分別控制所述電極棒繞組（4）的溫度，能夠使得所述第二加熱管（3）管內(nèi)腔具有多個溫區(qū)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拼接式擴(kuò)散爐爐膽，其特征在于：所述拼接式擴(kuò)散爐爐膽還包括固定于所述爐膽外壁（1）兩端部的爐膽門框，所述第一加熱管（2）和所述第二加熱管（3）拼接于兩個所述爐膽門框之間。

9.一種包含有權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述拼接式擴(kuò)散爐爐膽的擴(kuò)散爐，其特征在于：還包括爐箱體，所述爐膽位于所述爐箱體內(nèi)。

技術(shù)總結(jié)
一種拼接式擴(kuò)散爐爐膽及擴(kuò)散爐,包括呈長筒型的爐膽外壁、設(shè)置于所述爐膽外壁內(nèi)多個加熱管沿所述爐膽外壁長度方向拼接成的爐膽本體，所述爐膽本體包括至少一個第一加熱管、位于首端與/或尾端且鄰接爐門的第二加熱管，所述第一加熱管包括用于加熱管內(nèi)腔的金屬發(fā)熱絲，所述第二加熱管包括用于加熱管內(nèi)腔的至少一組電極棒繞組，所述電極棒繞組為硅碳棒或硅鉬棒。設(shè)計(jì)成拼接式的爐膽結(jié)構(gòu)，并在開口處采用硅碳棒或硅鉬棒加熱，硅碳棒和硅鉬棒是陶瓷發(fā)熱體，表面負(fù)荷可以設(shè)計(jì)的很高，大約10w/cm<supgt;2</supgt;，而且形成的氧化膜更容易抗剝落，因此在爐膽開口處使用硅碳棒或硅鉬棒大大延長了使用壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：吹野洋平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：阿爾賽（蘇州）無機(jī)材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240527
技術(shù)公布日：2025/1/6