一種用于直拉硅單晶爐排氣系統(tǒng)的排氣管道的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明創(chuàng)造屬于單晶硅生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于直拉硅單晶爐排氣系統(tǒng)的排氣管道。
【背景技術(shù)】
[0002]直拉法生長單晶硅是目前生產(chǎn)單晶硅最廣泛的應(yīng)用技術(shù)，而直拉單晶爐內(nèi)的排氣系統(tǒng)是重要的系統(tǒng)之一，其直接影響單晶的成晶。排氣的主要作用是帶走爐內(nèi)揮發(fā)物，而排氣不暢則導(dǎo)致以下幾點:
[0003]第一、影響爐內(nèi)揮發(fā)物的排出，進而影響單晶的成晶率；
[0004]第二、排氣不暢可引局部氣體對流，渦流，從而引起機械震動，進而導(dǎo)致液面震動，最終不利于單晶生長。
[0005]因此，需要改善排氣裝置，減少或避免因排氣不暢對單晶生長的影響，進而減少或避免工時浪費，提高工時利用率，提高產(chǎn)能，降低成本。中國專利CN102312284B公開的一種具有多個均布向下的排氣管道的直拉式硅單晶爐排氣方式，其特點是增大了排氣管道通徑，提高了排氣效率。其不足在于:一方面排氣過程中存在較大排氣阻力，容易誘導(dǎo)產(chǎn)生因排氣然后可使得氣體在管道口附近產(chǎn)生渦流，這可直接降低排氣效率；另一方面普通排氣管道存在較大的阻力，容易誘導(dǎo)機械震動等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明創(chuàng)造要解決以上技術(shù)問題，提供一種用于直拉硅單晶爐排氣系統(tǒng)的排氣管道。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明創(chuàng)造采用的技術(shù)方案是:一種用于直拉硅單晶爐排氣系統(tǒng)的排氣管道，包括爐內(nèi)縮放管和爐外縮放管，所述爐內(nèi)縮放管包括依次連接的氣體進入段、收縮段和氣體排出段，所述氣體進入段為呈喇叭狀的擴口，所述收縮段和所述氣體排出段均為直通管，且所述收縮段的直通管管徑小于所述氣體排出段的直通管管徑，所述爐外縮放管與所述氣體排出段相連，所述爐外縮放管為管體外徑等徑的通管，所述爐外縮放管的管體內(nèi)壁面設(shè)有數(shù)個凸緣和凹緣，各凸緣和凹緣交替連接而形成波浪狀起伏。
[0008]進一步，所述收縮段的一端與所述擴口的收縮口圓弧過渡連接，所述收縮段的另一端與所述氣體排出段圓弧過渡連接。
[0009]進一步，所述擴口的開放口外壁上連接環(huán)形塞。
[0010]進一步，所述爐外縮放管的管體外壁上設(shè)有保溫碳氈。
[0011]本發(fā)明創(chuàng)造具有的優(yōu)點和積極效果是:一種用于直拉硅單晶爐排氣系統(tǒng)的排氣管道，一方面可以加快氬氣及爐內(nèi)揮發(fā)物的混合氣體排出爐內(nèi)的速度，縮短揮發(fā)物在爐內(nèi)及管道口的停留時間，減少揮發(fā)物在爐膛排氣管口的聚集與沉積；另一方面，爐外縮放管可使管內(nèi)氣體由層流變?yōu)橥牧?，減薄邊界層厚度，同時提高管道內(nèi)揮發(fā)物溫度，有利于降低揮發(fā)物在管道內(nèi)的沉積，可有效改善排氣效率、降低由排氣管道堵塞引起的熔體液面抖動的概率，進而改善成晶。
【附圖說明】
[0012]圖1是爐內(nèi)縮放管結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是爐外縮放管結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3是本發(fā)明創(chuàng)造使用狀態(tài)示意圖。
[0015]圖中:1、擴口 ；2、收縮段；3、氣體排出段；4、凸緣；
[0016]5、凹緣；6、環(huán)形塞。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明創(chuàng)造的具體實施例做詳細說明。
[0018]—種用于直拉硅單晶爐排氣系統(tǒng)的排氣管道，包括爐內(nèi)縮放管和爐外縮放管，所述爐內(nèi)縮放管包括依次連接的氣體進入段、收縮段2和氣體排出段3，所述氣體進入段為呈喇叭狀的擴口 1，所述收縮段2和所述氣體排出段3均為直通管，且所述收縮段2的直通管管徑小于所述氣體排出段3的直通管管徑，所述爐外縮放管與所述氣體排出段3相連，所述爐外縮放管為管體外徑等徑的通管，所述爐外縮放管的管體內(nèi)壁面設(shè)有數(shù)個凸緣4和凹緣5，各凸緣4和凹緣5交替連接而形成波浪狀起伏。
[0019]所述收縮段2的一端與所述擴口 I的收縮口圓弧過渡連接，所述收縮段2的另一端與所述氣體排出段3圓弧過渡連接。
[0020]所述擴口 I的開放口外壁上連接環(huán)形塞6。
[0021]所述爐外縮放管的管體外壁上設(shè)有保溫碳氈。
[0022]本發(fā)明創(chuàng)造所提供的一種可快速有效排出爐內(nèi)揮發(fā)物的用于直拉硅單晶爐排氣系統(tǒng)的排氣管道，該管道主要分為兩部分，一部分為爐內(nèi)放縮管，如圖1所示，其由擴口 1、收縮段2和氣體排出段3組成；另一部分為爐外縮放管，如圖2所示，其結(jié)構(gòu)外徑為等徑、內(nèi)徑為波浪形的通管，同時爐外縮放管道管體外壁上增加保溫炭氈。
[0023]爐內(nèi)縮放管，其由擴口 1、收縮段2和氣體排出段3組成，管道材料為高純石墨材料。直拉單晶爐裝料、化料、摻雜后，揮發(fā)物由原料及輔料中揮發(fā)，由氬氣混合成混合氣體，并由爐內(nèi)縮放管排到爐外縮放管，并由抽氣栗帶走。喇叭狀擴口 I和收縮段2，可加快氬氣及爐內(nèi)揮發(fā)物的混合氣體排出爐內(nèi)的速度，縮短揮發(fā)物在爐內(nèi)及管道口的停留時間，減少揮發(fā)物在爐膛排氣管口的聚集與沉積。爐外縮放管，管體內(nèi)壁設(shè)有由交替連接的凸緣4和凹緣5組成的波浪狀，可減少爐膛內(nèi)排氣口處氣體的渦流，減少停留時間，進而降低此處揮發(fā)物的沉積量，減少由排氣不流暢導(dǎo)致的成晶不良問題。如圖3所示，本發(fā)明創(chuàng)造具體使用過程為:擴口 I為進氣端，氣體從喇叭狀擴口 I快速進入，經(jīng)由收縮段2變徑提速，再從氣體排出段3輸送至爐外縮放管。爐外縮放管材料為不銹鋼，另在爐外管道外裹保溫炭氈。擴口 I的開放口外壁上連接環(huán)形塞6，目的是方便擴口 I伸入保溫桶中。
[0024]以上對本發(fā)明創(chuàng)造的一個實施例進行了詳細說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實施例，不能被認為用于限定本發(fā)明創(chuàng)造的實施范圍。凡依本發(fā)明創(chuàng)造申請范圍所作的均等變化與改進等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明創(chuàng)造的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于直拉硅單晶爐排氣系統(tǒng)的排氣管道，其特征在于:包括爐內(nèi)縮放管和爐外縮放管，所述爐內(nèi)縮放管包括依次連接的氣體進入段、收縮段和氣體排出段，所述氣體進入段為呈喇叭狀的擴口，所述收縮段和所述氣體排出段均為直通管，且所述收縮段的直通管管徑小于所述氣體排出段的直通管管徑，所述爐外縮放管與所述氣體排出段相連，所述爐外縮放管為管體外徑等徑的通管，所述爐外縮放管的管體內(nèi)壁面設(shè)有數(shù)個凸緣和凹緣，各凸緣和凹緣交替連接而形成波浪狀起伏。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于直拉硅單晶爐排氣系統(tǒng)的排氣管道，其特征在于:所述收縮段的一端與所述擴口的收縮口圓弧過渡連接，所述收縮段的另一端與所述氣體排出段圓弧過渡連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于直拉硅單晶爐排氣系統(tǒng)的排氣管道，其特征在于:所述擴口的開放口外壁上連接環(huán)形塞。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于直拉硅單晶爐排氣系統(tǒng)的排氣管道，其特征在于:所述爐外縮放管的管體外壁上設(shè)有保溫碳氈。
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于直拉硅單晶爐排氣系統(tǒng)的排氣管道，包括爐內(nèi)縮放管和爐外縮放管，爐內(nèi)縮放管包括氣體進入段、收縮段和氣體排出段，氣體進入段為呈喇叭狀擴口，收縮段和氣體排出段均為直通管，收縮段的直通管管徑小于氣體排出段的直通管管徑，爐外縮放管與氣體排出段相連，爐外縮放管為管體外徑等徑的通管，爐外縮放管的管體內(nèi)壁面設(shè)有凸緣和凹緣。本發(fā)明創(chuàng)造可加快氬氣及爐內(nèi)揮發(fā)物的混合氣體排出爐內(nèi)的速度，縮短揮發(fā)物在爐內(nèi)及管道口的停留時間，減少揮發(fā)物在爐膛排氣管口的聚集與沉積；可使管內(nèi)氣體由層流變?yōu)橥牧?，提高管道?nèi)揮發(fā)物溫度，有利于降低揮發(fā)物在管道內(nèi)的沉積，可有效改善排氣效率、降低由排氣管道堵塞引起的熔體液面抖動的概率，進而改善成晶。
【IPC分類】C30B15/00, C30B29/06
【公開號】CN204752905
【申請?zhí)枴緾N201520385238
【發(fā)明人】婁中士, 王林, 李亞哲, 鄭海峰, 張頌越, 孫毅
【申請人】天津市環(huán)歐半導(dǎo)體材料技術(shù)有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月4日