專利名稱：一種單晶爐的石墨熱場的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種單晶爐的石墨熱場技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種石墨熱場，特別涉及用于拉制單晶硅棒的高效石墨熱場。
技術(shù)背景[0002]直拉單晶硅生產(chǎn)過程中，采用的單晶爐的石墨熱場主要由保溫筒、導(dǎo)流筒、加 熱器、石墨坩堝及石英坩堝組成，石英坩堝位于石墨坩堝內(nèi)，石墨坩堝位于加熱器內(nèi)， 保溫筒位于最外層，導(dǎo)流筒位于石英坩堝之上及保溫筒內(nèi)。當(dāng)加熱器通電后，石墨坩 堝開始升溫，當(dāng)溫度升至1400-1600度時，石英坩堝內(nèi)的硅料充分熔化，再通入惰性氣 體，在惰性氣體的保護(hù)下，經(jīng)過引晶、放肩等步驟過盛晶體的生長。為了確保晶體的生 長，要將熱場的溫度保持在1400-1600度左右，因此，消耗的能源較大。[0003]為了降低能源的消耗，對導(dǎo)流筒作了改進(jìn)。近來，出現(xiàn)了一些改進(jìn)的導(dǎo)流筒， 該導(dǎo)流筒為圓筒狀或圓錐型，將熱場由原來的開放式改為封閉式，增加了熱場保溫性 能，降低了熱量的損失，從而，節(jié)約的能源；但該結(jié)構(gòu)的石墨熱場，保溫效率還不理 想，還待改進(jìn)的地方。實(shí)用新型內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種單晶爐的石墨熱場，該單晶爐的石 墨熱場充分利用單晶硅結(jié)晶時散發(fā)的熱量，大大降低了能耗，大大加速了單晶硅生長速度。[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型一種單晶爐的石墨熱場，包括保溫筒、導(dǎo) 流筒、加熱器，所述保溫筒上設(shè)有多個排氣孔，其中，所述導(dǎo)流筒由導(dǎo)流內(nèi)層和導(dǎo)流外 層組成，所述導(dǎo)流內(nèi)層與所述導(dǎo)流外層之間設(shè)有間隙。[0006]上述一種單晶爐的石墨熱場，其中，所述排氣孔位于所述保溫筒的上部。[0007]上述一種單晶爐的石墨熱場，其中，所述導(dǎo)流外層的內(nèi)表面上設(shè)有若干圓弧形 凹槽，所述凹槽的底槽面的夾角α為135°。[0008]本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)以下有益效果[0009]1、由于所述導(dǎo)流筒由導(dǎo)流內(nèi)層和導(dǎo)流外層組成，所述導(dǎo)流內(nèi)、外層之間設(shè)有間 隙，減少熱場的散熱，使熱量以熱輻射的形式傳輸，節(jié)省了電能消耗，大大加快速了單 晶硅生長速度。[0010]2、由于所述排氣孔位于所述保溫筒的上部，改善了惰性氣體流動路線，使惰性 氣體不再從保溫桶和爐壁之間的流動，從而減小了高溫氣體對單晶爐壁的傷害，延長了 石墨熱場的使用壽命；并且由于改變了惰性氣體的對流方式，確保了惰性氣體順利帶走 單晶硅結(jié)晶時散發(fā)的結(jié)晶潛熱和一氧化硅顆粒，有效避免了一氧化硅顆粒再次掉入溶液 而導(dǎo)致晶體位錯的產(chǎn)生，進(jìn)一步節(jié)約了電能消耗，使每臺單晶爐可減少成本或增加效益 最低350000元/年。[0011]3、由于所述導(dǎo)流外層的內(nèi)表面上設(shè)有若干圓弧形凹槽，所述凹槽的底槽面的夾角α為135°，使反射面增加了，從而提高了氣體的反射率，使氣體的熱量不容易擴(kuò) 散，從而大大提高了熱能的利用，節(jié)省了電能消耗。


[0012]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。[0013]圖2是本實(shí)用新型的保溫筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0014]
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。[0015]如圖所示，為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型一種單晶爐的石墨熱場，由保 溫筒1、導(dǎo)流筒2、加熱器3、石墨坩堝4及石英坩堝5組成，石英坩堝5位于石墨坩堝4 內(nèi)，石墨坩堝4位于加熱器3內(nèi)，保溫筒1位于最外層，導(dǎo)流筒2位于石英坩堝5之上及 保溫筒1內(nèi)。所述保溫筒1上設(shè)有多個排氣孔11，排氣孔可為2個，也可為12個；所 述導(dǎo)流筒2由導(dǎo)流內(nèi)層21和導(dǎo)流外層22組成，所述導(dǎo)流內(nèi)層21與所述導(dǎo)流外層22之間 設(shè)有間隙。本實(shí)用新型可有效隔絕加熱器3向外輻射熱能，有利于充分利用單晶硅結(jié)晶 時散發(fā)的熱量，大大降低能耗，有利于加速單晶硅生長，提高了每爐次硅的產(chǎn)量，節(jié)約 了電能消耗，每臺單晶爐可減少成本或增加效益最低350000元/年。[0016]排氣孔11的位置不受限制，本實(shí)施例中為了提高晶體的生產(chǎn)質(zhì)量，將排氣孔11 設(shè)置于上所述保溫筒1的上部，本實(shí)用新型改變了保護(hù)氣體的對流方式，確保了惰性氣 體順利帶走單晶硅結(jié)晶時散發(fā)的結(jié)晶潛熱和一氧化硅顆粒，有效避免了一氧化硅顆粒再 次掉入溶液而導(dǎo)致晶體位錯的產(chǎn)生，有效節(jié)約了電能消耗，提高了晶體的質(zhì)量。[0017]為了進(jìn)一步提高熱量的利用率，可在所述導(dǎo)流外層的內(nèi)表面上設(shè)有若干圓弧形 凹槽，所述凹槽的底槽面的夾角α為135°，由于所述導(dǎo)流外層11的內(nèi)表面上設(shè)有若干 圓弧形凹槽111，所述凹槽111的底槽面的夾角α為135°，使反射面增加了，從而提高 了氣體的反射率，使氣體的熱量不容易擴(kuò)散，從而大大提高了熱能的利用，節(jié)省了電能 消耗。[0018]本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施例描述的范圍，凡采用等效替換的手段獲得的技 術(shù)方案均在本實(shí)用新型保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種單晶爐的石墨熱場，包括保溫筒、導(dǎo)流筒、加熱器，所述保溫筒上設(shè)有多個 排氣孔，其特征在于，所述導(dǎo)流筒由導(dǎo)流內(nèi)層和導(dǎo)流外層組成，所述導(dǎo)流內(nèi)層與所述導(dǎo) 流外層之間設(shè)有間隙。
2.如權(quán)利要求1所述一種單晶爐的石墨熱場，其特征在于，所述排氣孔位于所述保溫 筒的上部。
3.如權(quán)利要求1或2所述一種單晶爐的石墨熱場，其特征在于，所述導(dǎo)流外層的內(nèi)表 面上設(shè)有若干圓弧形凹槽，所述凹槽的底槽面的夾角α為135°。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種單晶爐的石墨熱場，包括保溫筒、導(dǎo)流筒、加熱器，所述保溫筒上設(shè)有多個排氣孔，其中，所述導(dǎo)流筒由導(dǎo)流內(nèi)層和導(dǎo)流外層組成，所述導(dǎo)流內(nèi)層與所述導(dǎo)流外層之間設(shè)有間隙，由于所述導(dǎo)流筒由導(dǎo)流內(nèi)層和導(dǎo)流外層組成，所述導(dǎo)流內(nèi)、外層之間設(shè)有間隙，減少熱場的散熱，使熱量以熱輻射的形式傳輸，節(jié)省了電能消耗，大大加快速了單晶硅生長速度。
文檔編號C30B15/14GK201809477SQ20102056491
公開日2011年4月27日 申請日期2010年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月18日
發(fā)明者朱朝平 申請人:鎮(zhèn)江輝煌電子有限公司