本實用新型涉及硅單晶生長領(lǐng)域，具體涉及一種單晶爐內(nèi)熱場中的底部加熱器。

背景技術(shù)：

在硅單晶整個長晶過程中，單晶爐內(nèi)熱場對晶棒質(zhì)量、生長速率及成品率均有很大影響。在日趨白熱化的價格比拼戰(zhàn)中，降低生產(chǎn)成本是所有單晶棒生產(chǎn)企業(yè)追求的目標(biāo)。單位能耗、硅材料利用率及生產(chǎn)效率都是影響成本的因素。所以，單晶爐熱場系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和熱場中關(guān)鍵部件的設(shè)計備受關(guān)注。

眾所周知，硅單晶棒尺寸越來越大，單位成本也隨之降低。但是隨著硅棒尺寸的增加，熱場系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和相應(yīng)部件尺寸勢必也要相應(yīng)增加。目前，單晶爐生產(chǎn)企業(yè)都以24和26inch熱場為主要結(jié)構(gòu)，22或23inch熱場已越來越少，而新交付使用的單晶爐熱場均不小于26inch。熱場尺寸增加，原先常規(guī)的側(cè)面加熱方案，已無法維持整個熱場特別是熱場底部的溫度達到工藝要求，大大增加了熱場工藝控制的難度。因此，目前使用及新投入運行的單晶爐，一般都采用雙加熱器結(jié)構(gòu)，在常規(guī)的側(cè)加熱器以外，增加一個底部加熱器。

現(xiàn)有技術(shù)中的單晶爐底部加熱器并沒有對目前單晶爐日益增加的熱場尺寸做針對設(shè)計，因此大多數(shù)底部加熱器一般存在發(fā)熱不均，材料利用率低，發(fā)熱覆蓋面積不足等問題，不能充分滿足目前單晶爐熱場溫度的工藝要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述背景技術(shù)中存在的問題，本實用新型的目的是提供一種發(fā)熱均勻、材料利用率高、發(fā)熱覆蓋面積大的單晶爐底部加熱器。該底部加熱器針對目前單晶爐的結(jié)構(gòu)和熱場溫度工藝制度進行針對設(shè)計，能夠充分滿足目前24和26inch熱場中硅單晶棒的生長要求，從而增加產(chǎn)品良率，提高生產(chǎn)效率，降低成本。

具體來說，本實用新型提供了一種單晶爐底部加熱器，所述底部加熱器包括整體呈圓形的發(fā)熱部和發(fā)熱部兩端相對設(shè)置的兩個電極連接部。所述底部加熱器的尺寸可以根據(jù)配套使用的側(cè)加熱器的尺寸進行設(shè)置，以使產(chǎn)生的熱量能夠按照工藝要求覆蓋單晶爐整個底部。

進一步地，所述發(fā)熱部由數(shù)個橫截面相等的外側(cè)彎筋條、直筋條和內(nèi)側(cè)彎筋條依次連接組成，其中，所有的外側(cè)彎筋條和兩個電極連接部形成底部加熱器的外側(cè)圓形輪廓，所有的內(nèi)側(cè)彎筋條形成底部加熱器的內(nèi)側(cè)圓形輪廓，且外側(cè)圓形輪廓和內(nèi)側(cè)圓形輪廓同圓心設(shè)置。

進一步地，所述數(shù)個直筋條在兩個圓輪廓之間呈放射狀設(shè)置且指向兩個圓輪廓的圓心。上述設(shè)置可使底部加熱器發(fā)熱均勻，且容易進行熱場工藝控制。

進一步地，所述底部加熱器的發(fā)熱部和電極連接部均位于同一平面內(nèi)，即各部分采用等厚度設(shè)計。

進一步地，所述底部加熱器的發(fā)熱部和電極連接部可以使用石墨或者碳碳復(fù)合材料(carbon-carbon composite material)來制作。所述碳碳復(fù)合材料是指現(xiàn)有技術(shù)中碳纖維及其織物增強的碳基體復(fù)合材料。

本實用新型的單晶爐底部加熱器具有如下優(yōu)點：

發(fā)熱部為橫截面相等的筋條，且內(nèi)側(cè)圓輪廓和外側(cè)圓輪廓為同心圓結(jié)構(gòu)，發(fā)熱均勻；各部分采用等厚度設(shè)計，材料利用率高；底部加熱器產(chǎn)生的熱量可以覆蓋單晶爐整個底部，發(fā)熱區(qū)域大，底部熱量均衡，且容易進行熱場工藝控制。

附圖說明

圖1為本實用新型單晶爐底部加熱器的頂視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型單晶爐底部加熱器和側(cè)加熱器組合的結(jié)構(gòu)示意圖(頂視圖)。

圖3為本實用新型單晶爐底部加熱器和側(cè)加熱器組合的結(jié)構(gòu)示意圖(側(cè)視圖)。

具體實施方式

以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。

參見圖1，所述的單晶爐底部加熱器100包括發(fā)熱部1和位于發(fā)熱部1兩端的兩個電極連接部2。發(fā)熱部1整體呈圓形，包括外側(cè)彎筋條11、直筋條12和內(nèi)側(cè)彎筋條13依次連接組成。外側(cè)彎筋條11和兩個電極連接部2形成底部加熱器100的外側(cè)圓形輪廓，內(nèi)側(cè)彎筋條13形成底部加熱器100的內(nèi)側(cè)圓形輪廓，兩個圓形輪廓同圓心設(shè)置。所有的直筋條12在兩個圓形輪廓之間呈放射狀設(shè)置且指向兩個圓形輪廓的圓心。所有外側(cè)彎筋條11、直筋條12和內(nèi)側(cè)彎筋條13截面積相同，所以單位長度的電阻一致，通過發(fā)熱功率公式P＝I²R，故單位長度發(fā)熱量也一樣。

參見圖2，顯示了底部加熱器100在側(cè)加熱器200中的設(shè)置。所述的底部加熱器100在側(cè)加熱器200內(nèi)側(cè)，可以根據(jù)側(cè)加熱器200內(nèi)徑定制底部加熱器100外徑，可以覆蓋熱場的底部區(qū)域，熱量均衡。

參見圖3，為圖2的側(cè)視圖，顯示了底部加熱器100在側(cè)加熱器200中的設(shè)置。從圖3中可以看出，底部加熱器100的發(fā)熱部1和電極連接部2均位于同一平面內(nèi)，即各部分采用等厚度設(shè)計。

本說明書中所述的只是本實用新型的較佳具體實施例，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對本實用新型的限制。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本實用新型的構(gòu)思通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本實用新型的范圍之內(nèi)。