專利名稱：一種雙層石英管密封結(jié)構(gòu)提拉法單晶爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及人工晶體生長領(lǐng)域，特別涉及一種雙層石英管密封結(jié)構(gòu)提拉法單晶爐。
背景技術(shù)：
我國人工晶體生長產(chǎn)業(yè)經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，取得了巨大的成就，已具有較高的技術(shù)水平和較大的生產(chǎn)能力，在國際上具有一席之地。與之配套的晶體生長設(shè)備——單晶爐也得到飛速的發(fā)展，目前提拉法單晶爐的發(fā)展趨勢是采用上稱重法自動(dòng)直徑控制技術(shù) (auto-diameter control: ADC)智能化控制,可實(shí)現(xiàn)晶體生長過程的自動(dòng)法控制，大大節(jié)省人力，同時(shí)晶體質(zhì)量的均一性也得到提高，大大地推動(dòng)了人工晶體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但是傳統(tǒng)的自動(dòng)法單晶爐爐膛裝置一般采用的是SS304或SS316L優(yōu)質(zhì)不銹鋼材料，爐膛內(nèi)壁采用雙面焊接エ藝，由于整個(gè)爐膛需要通水冷卻，爐膛的設(shè)計(jì)構(gòu)造非常復(fù)雜，體積龐大，搬運(yùn)安裝不便，價(jià)格十分昂貴。另外，傳統(tǒng)的自動(dòng)法單晶爐生產(chǎn)周期較長，非常不利于晶體行業(yè)的快速發(fā)展。石英玻璃具有以下特點(diǎn)1、耐高溫石英玻璃的軟化點(diǎn)溫度約1730°C，可在1100°C下長時(shí)間使用，短時(shí)間最高使用溫度可達(dá)1450°C，2、耐腐蝕除氫氟酸外，石英玻璃幾乎不與其他酸類物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其耐酸能力是陶瓷的30倍，不銹鋼的150倍，尤其是在高溫下的化學(xué)穩(wěn)定性，是其他任何工程材料都無法比擬的。3、熱穩(wěn)定性好，石英玻璃的熱膨脹系數(shù)極小，能承受劇烈的溫度變化，將石英玻璃加熱至1100°C左右，放入常溫水中也不會(huì)炸裂。4、透光性能好石英玻璃在紫外線到紅外線的整個(gè)光譜波段都有較好的透光性能，可見光透過率在93%以上，特別是在紫外光譜區(qū)，最大透過率可達(dá)80以上。5、電絕緣性能好石英玻璃的電阻值相當(dāng)于普通玻璃的一萬倍，是極好的電絕緣材料，即使在高溫下也具有良好的電性能，因此石英管非常適合用來做高溫爐膛。エ業(yè)上采用石英管作為爐膛的電爐應(yīng)用廣泛如高真空石英管燒結(jié)爐和石英管退火爐等。本發(fā)明的目的是提供一種成本低廉，結(jié)構(gòu)簡單，安裝使用方便，穩(wěn)定可靠，自動(dòng)化程度高的提拉法單晶爐裝置，適合于低成本提拉法晶體生長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是ー種雙層石英管密封結(jié)構(gòu)提拉法單晶爐，一種雙層石英管密封結(jié)構(gòu)提拉法單晶爐，包括由內(nèi)外層石英管和上下法蘭構(gòu)成的雙層石英管密封爐膛，中頻感應(yīng)線圈裝置，坩堝升降機(jī)構(gòu)和稱重傳感器，內(nèi)層石英管的內(nèi)腔可抽真空或者充氣保護(hù)體防止坩堝高溫氧化，內(nèi)外層石英管之間可以通水或通氣冷卻。本發(fā)明的目的是為了避免晶體生長時(shí)高溫下的石英管壁對人體燙傷，密封法蘭橡膠密封圈的老化和感應(yīng)線圈的高溫氧化，我們采用雙層石英結(jié)構(gòu)，兩層石英管之間通水或通氣冷卻。坩堝通過升降機(jī)構(gòu)進(jìn)入爐膛內(nèi)(內(nèi)石英管)，鎖緊密封法蘭，對內(nèi)石英管內(nèi)腔進(jìn)行抽真空，然后采用流動(dòng)高純氮?dú)饣驓鍤夥乐观釄逖趸?。石英管上法蘭固定在爐頭上，采用焊接波紋管連接爐膛和稱重室。


圖I是本發(fā)明的一種雙層石英管密封結(jié)構(gòu)的提拉法單晶爐結(jié)構(gòu)示意圖
其中I為外層石英管，2為內(nèi)層石英管,3為上法蘭,4為下法蘭,5為稱重傳感器,6為籽晶，7為坩堝升降機(jī)構(gòu)，8為中頻感應(yīng)線圈裝置，9為籽晶桿
具體實(shí)施例方式 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行說明。如圖I所示使用坩堝升降機(jī)構(gòu)將坩堝送入內(nèi)層石英管2內(nèi)腔，將內(nèi)外層石英管2安裝在法蘭上，形成雙石英管密封爐膛，用固定支架將上法蘭3固定在爐頭，使用焊接波紋管連接稱重室，采用線圈升降機(jī)構(gòu)將中頻感應(yīng)線圈調(diào)整到合適位置，并完成線圈的對平和 對中。對內(nèi)石英管內(nèi)腔進(jìn)行抽真空，檢測確定氣密性良好后,從下法蘭5底部充入保護(hù)氣體(高純氮?dú)饣驓鍤?，氣壓稍高于外部大氣壓時(shí)打開排氣閥門，整個(gè)石英管內(nèi)腔處于流動(dòng)氣體保護(hù)中，啟動(dòng)爐膛冷卻(根據(jù)需要可以通水冷卻也可通氣體冷卻)，升溫使坩堝內(nèi)的原料熔融，在合適溫度將籽晶與熔體接觸，接種成功后使用上稱重法自動(dòng)直徑控制技術(shù)進(jìn)行晶體生長過程的控制。
權(quán)利要求
1.一種雙層石英管密封結(jié)構(gòu)提拉法單晶爐，包括一種雙層石英管密封結(jié)構(gòu)提拉法單晶 爐，包括由內(nèi)外層石英管和上下法蘭構(gòu)成的雙層石英管密封爐膛，中頻感應(yīng)線圈裝置，坩堝升降機(jī)構(gòu)和稱重傳感器，其特征在于所述內(nèi)層石英管的內(nèi)腔可抽真空或者充氣保護(hù)體防止坩堝高溫氧化，所述內(nèi)外層石英管之間可以通水或通氣冷卻。
全文摘要
本發(fā)明公開一種雙層石英管密封結(jié)構(gòu)提拉法單晶爐，包括由內(nèi)外層石英管和上下法蘭構(gòu)成的雙層石英管密封爐膛，中頻感應(yīng)線圈裝置，坩堝升降機(jī)構(gòu)和稱重傳感器，所述內(nèi)層石英管的內(nèi)腔可抽真空或者充氣保護(hù)體防止坩堝高溫氧化，所述內(nèi)外層石英管之間可以通水或通氣冷卻，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，自動(dòng)化程度高，穩(wěn)定可靠，成本低廉，將推動(dòng)人工晶體生長的低成本發(fā)展。
文檔編號C30B15/00GK102965724SQ20121054874
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者曾憲林, 吳少凡, 鄭熠 申請人:福建福晶科技股份有限公司