專利名稱：一種單晶爐的石墨熱場(chǎng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石墨熱場(chǎng)，特別涉及用于拉制單晶硅棒的高效石墨熱場(chǎng)。
背景技術(shù)：
直拉單晶硅生產(chǎn)過程中，采用的單晶爐的石墨熱場(chǎng)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(shí)，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(zhǎng)。為了確保晶體的生長(zhǎng)，要將熱場(chǎng)的溫度保 持在1400-1600度左右，因此，消耗的能源較大。為了降低能源的消耗，對(duì)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(chǎng)由原來的開放式改為封閉式，增加了熱場(chǎng)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(chǎng)，保溫效率還不理想，還待改進(jìn)的地方。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種單晶爐的石墨熱場(chǎng)，該單晶爐的石墨熱場(chǎng) 充分利用單晶硅結(jié)晶時(shí)散發(fā)的熱量，大大降低了能耗，大大加速了單晶硅生長(zhǎng)速度。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種單晶爐的石墨熱場(chǎng)，包括保溫筒、導(dǎo)流筒、加 熱器，所述保溫筒上設(shè)有多個(gè)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。上述一種單晶爐的石墨熱場(chǎng)，其中，所述排氣孔位于所述保溫筒的上部。上述一種單晶爐的石墨熱場(chǎng)，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°。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)以下有益效果
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(chǎng)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(zhǎng)速 度。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(dòng)路線，使惰性氣 體不再從保溫桶和爐壁之間的流動(dòng)，從而減小了高溫氣體對(duì)單晶爐壁的傷害，延長(zhǎng)了石墨 熱場(chǎng)的使用壽命；并且由于改變了惰性氣體的對(duì)流方式，確保了惰性氣體順利帶走單晶硅 結(jié)晶時(shí)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(cuò)的產(chǎn)生，進(jìn)一步節(jié)約了電能消耗，使每臺(tái)單晶爐可減少成本或增加效益最低350000 元/年。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。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的保溫筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖所示，為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種單晶爐的石墨熱場(chǎng)，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(gè)排氣孔11，排氣孔可為2個(gè)，也可為12個(gè)；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。本發(fā)明可有效 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(shí)散發(fā)的熱量，大大降低能耗，有 利于加速單晶硅生長(zhǎng)，提高了每爐次硅的產(chǎn)量，節(jié)約了電能消耗，每臺(tái)單晶爐可減少成本或 增加效益最低350000元/年。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，本發(fā)明改變了保護(hù)氣體的對(duì)流方式，確保了惰性氣體順利帶 走單晶硅結(jié)晶時(shí)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(cuò)的產(chǎn)生，有效節(jié)約了電能消耗，提高了晶體的質(zhì)量。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。本發(fā)明并不限于上述實(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 均在本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種單晶爐的石墨熱場(chǎng)，包括保溫筒、導(dǎo)流筒、加熱器，所述保溫筒上設(shè)有多個(gè)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(chǎng)，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(chǎng)，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°。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種單晶爐的石墨熱場(chǎng)，包括保溫筒、導(dǎo)流筒、加熱器，所述保溫筒上設(shè)有多個(gè)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(chǎng)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(zhǎng)速度。
文檔編號(hào)C30B15/14GK101935870SQ20101051016
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)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(qǐng)人:鎮(zhèn)江輝煌電子有限公司