專利名稱：Cz直拉法單晶爐石墨熱場結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光電轉(zhuǎn)換材料制造的技術(shù)領(lǐng)域，涉及其生產(chǎn)工藝設(shè)備，更具體
地說，本發(fā)明涉及一種cz直拉法單晶爐石墨熱場結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
切克勞斯基法即cz直拉單晶法，通過電阻加熱，將裝在石英坩堝中的多晶
硅熔化，并保持略高于硅熔點的溫度，在惰性氣體的保護下，經(jīng)過引晶、放肩、 轉(zhuǎn)肩、等徑、收尾、晶體取出等步驟，完成晶體生長。眾所周知，硅的熔點是
1420° ，如果是20寸開放式熱場裝置、投料量75kg，要維持這個溫度，每小時 需要耗費120kwh左右的電能。目前世界能源緊張，能源成本所占比重日益增 加。如何降低生產(chǎn)能耗，降低生產(chǎn)成本，直接關(guān)系企業(yè)生存大計。
因此，人們在CZ直拉單晶法的加熱裝置上，也就是石墨熱場上面做了諸多 改進。效果最明顯的就是增加熱屏裝置，傳統(tǒng)的熱屏裝置一般為圓筒狀(如

圖1 所示)或者圓錐型(如圖2所示)，由最開始的開放式熱場改為封閉式熱場，增 加了熱場保溫，降低熱量的損失，20寸開放式熱場維持1420°的拉制條件需要 每小時耗費120kw h，降低至20寸封閉式熱場70 75kw h;相對開放式熱 場，縮小了單晶生長條件下惰性氣體的保護面積，使得保護面積更集中化，惰 性氣體的使用量也降低20% 30%;改變晶體的縱向溫度梯度，最大生長拉速提 高0.2mm/min。
但是，按照上述兩種結(jié)構(gòu)的熱屏裝置的效果還不理想，還有改進的需要， 以進一步提高能量的利用率。 實用新型內(nèi)容本發(fā)明所要解決的問題是提供一種cz直拉法單晶爐石墨熱場結(jié)構(gòu)，其目的
是實現(xiàn)節(jié)能降耗及改進惰性氣體的導向。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為
本發(fā)明所提供的這種CZ直拉法單晶爐石墨熱場結(jié)構(gòu)，所述的石墨熱場結(jié)構(gòu) 包括熱屏與氣體導流裝置，所述的熱屏與氣體導流裝置上設(shè)熱屏外層和熱屏內(nèi) 層，所述的熱屏外層與熱屏內(nèi)層之間設(shè)有間隙。
為使本發(fā)明更加完善，還進一步提出了以下更為詳盡和具體的技術(shù)方案， 以獲得最佳的實用效果，更好地實現(xiàn)發(fā)明目的，并提高本發(fā)明的新穎性和創(chuàng)造 性
在所述的熱屏外層與熱屏內(nèi)層之間的間隙中，設(shè)有填充碳氈。 所述的熱屏外層采用斜面反射的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，采用斜面反射角度，使得熱輻射的反射率增加； 增加了熱屏中下部熱屏外層與內(nèi)層的間隙，得以填充石墨碳氈，增加熱屏的絕 熱效果。由20寸傳統(tǒng)熱封閉式場維持1420°的拉制條件需要每小時耗費70 75kw h降低至60 65kw h，節(jié)能超過10%;填充2 3層石墨碳氈，增加了 隔熱性能，改變了單晶生長時晶體的縱向溫度梯度，相對傳統(tǒng)封閉式熱場，拉 速增加0.05mm/min。提高了設(shè)備生產(chǎn)產(chǎn)能，降低生產(chǎn)成本。
下面對本說明書各幅附圖所表達的內(nèi)容及圖中的標記作簡要說明
圖1為背景技術(shù)所述的圓筒狀熱屏裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2為背景技術(shù)所述的圓錐型熱屏裝置的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖中標記為1、熱屏內(nèi)層，2、填充碳氈，3、熱屏外層。
具體實施例方式
下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發(fā)明的具體實施方式
如所涉及 的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及 工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進一步詳細的說明，以幫助本領(lǐng)域 的技術(shù)人員對本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準確和深入的理解。
如圖3所表達的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明為一種CZ直拉法單晶爐石墨熱場結(jié) 構(gòu)。所述的石墨熱場結(jié)構(gòu)包括熱屏與氣體導流裝置。
為了解決在本說明書背景技術(shù)部分所述的目前公知技術(shù)存在的問題并克服 其缺陷，實現(xiàn)節(jié)能降耗及改進惰性氣體的導向的發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術(shù) 方案為
如圖3所示，本發(fā)明所提供的這種所述的熱屏與氣體導流裝置上設(shè)熱屏外 層3和熱屏內(nèi)層1，所述的熱屏外層3與熱屏內(nèi)層1之間設(shè)有間隙。
封閉式熱場的設(shè)計原理，就是以減少熱場在加溫時的不必要散熱；熱量的 傳導主要是以為熱輻射的形式，形成熱量的傳輸。
因此，如何減少熱輻射散熱是封閉式熱場的核心，減少熱輻射的方式主要 增加熱輻射的反射及采用絕熱材料阻擋熱量的傳導。熱輻射的反射主要與反射 面積角度及反射面的材質(zhì)有關(guān)。
下面是本發(fā)明提供的具體實施示例，供本領(lǐng)域的技術(shù)人員在實施時參考應(yīng)
用
實施例一
在本發(fā)明所述的熱屏外層3與熱屏內(nèi)層1之間的間隙中，設(shè)有填充碳氈2。 阻絕熱量傳導，主要的影響因素是，絕熱材料的熱傳導系數(shù)及隔熱的層的厚度。
本發(fā)明的熱屏，增加熱屏內(nèi)外層間隙，可填充2 3層石墨碳氈以增加隔熱 性能，眾所周知，碳氈由于密度相對石墨較低，它的熱傳導系數(shù)大大降低，是
廣泛運用的絕熱材料之一，此方法相對傳統(tǒng)的絕熱性能提高10%;
另外，由于加高了內(nèi)外熱屏之間的間隙，使得填充碳氈的絕熱性能加強的
同時，改變了單晶生長時，晶體的縱向溫度梯度，使得極限拉速也有5%左右的 增加，相對傳統(tǒng)封閉式熱場，拉速增加0.05mm/min。 實施例二
本發(fā)明所述的熱屏外層3采用斜面反射的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的熱屏外層3采用斜面反射，外層采用高密度石墨材料制成，增加 熱輻射的發(fā)射率。
上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上 述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種非實質(zhì)性 的改進，或未經(jīng)改進將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在 本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種CZ直拉法單晶爐石墨熱場結(jié)構(gòu)，所述的石墨熱場結(jié)構(gòu)包括熱屏與氣體導流裝置，其特征在于所述的熱屏與氣體導流裝置上設(shè)熱屏外層(3)和熱屏內(nèi)層(1)，所述的熱屏外層(3)與熱屏內(nèi)層(1)之間設(shè)有間隙。
2、 按照權(quán)利要求1所述的CZ直拉法單晶爐石墨熱場結(jié)構(gòu)，其特征在于在所述的熱屏外層(3)與熱屏內(nèi)層(1)之間的間隙中，設(shè)有填充碳氈(2)。
3、 按照權(quán)利要求1所述的CZ直拉法單晶爐石墨熱場結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述的熱屏外層(3)采用斜面反射的結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種CZ直拉法單晶爐石墨熱場結(jié)構(gòu)，石墨熱場結(jié)構(gòu)包括熱屏與氣體導流裝置，熱屏與氣體導流裝置上設(shè)熱屏外層(3)和熱屏內(nèi)層(1)，熱屏外層(3)與熱屏內(nèi)層(1)之間設(shè)有間隙。采用上述技術(shù)方案，采用斜面反射角度，使得熱輻射的反射率增加；增加了熱屏中下部熱屏外層與內(nèi)層的間隙，得以填充石墨碳氈，增加熱屏的絕熱效果。由20寸傳統(tǒng)熱封閉式場維持1420°的拉制條件需要每小時耗費70～75kW·h降低至60～65kW·h，節(jié)能超過10％；填充2～3層石墨碳氈增加了隔熱性能，改變了單晶生長時的晶體的縱向溫度梯度，拉速增加0.05mm/min，提高了設(shè)備生產(chǎn)產(chǎn)能，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號C30B15/16GK101560691SQ20091011689
公開日2009年10月21日 申請日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者張笑天, 馬四海 申請人:蕪湖升陽光電科技有限公司