CN207498509U - 用于单晶炉的快捷化料机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及直拉硅单晶炉生长设备的辅助设备，旨在提供一种用于单晶炉的快捷化料机构。该种用于单晶炉的快捷化料机构包括加热电源、提升装置和辅助加热器；提升装置包括电动驱动装置、手动旋钮和提升杆，辅助加热器安装在提升装置的提升杆下端上，并通过连接电缆与炉体外部的加热电源连接，实现对石英坩埚内的多晶料进行辅助熔化。本实用新型通过在石英坩埚的上部设置一个辅助加热器，来有效减少晶体生长过程中的化料时间，从而大幅减少整个单晶生长周期，达到增产降本的目的。

Description

用于单晶炉的快捷化料机构

技术领域

本实用新型是关于直拉硅单晶炉生长设备的辅助设备领域，特别涉及用于单晶炉的快捷化料机构。

背景技术

单晶炉是将多晶硅转化成单晶硅工艺过程中不可缺少的设备，而单晶硅作为现代信息社会的主要支撑材料，是目前世界上最重要的单晶材料之一，同时它也是发展计算机与集成电路、光伏发电与太阳能利用的主要功能材料。

单晶炉的生长工艺流程主要为抽真空、检漏、压力化、熔料、稳定、引晶、放肩、转肩、等径、收尾、停炉，其中化料过程主要是由加热电源给主加热器和底部加热器一定的功率，通过石墨加热器发热来对石英坩埚内的多晶料进行熔化，最终使得所有的块状多晶料熔化为液态料。在单晶的整个生长过程中，化料过程所用的时间占整个生长周期的比例大概为20％。参照附图1所示，现有技术是在石英坩埚3的底部和侧部分别设有一个底部加热器1和一个主加热器2，通过底部加热器1和主加热器2通电发热来将多晶料进行熔化。目前，单晶市场一直面临着降本、增产的局面，而通过降低化料时间来减少单晶生长周期可以有效的达到这一目的。

因此，如何有效的降低化料时间，大幅减少单晶生长周期，是技术人员亟待解决的重要问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种能大幅降低单晶生长过程中化料阶段所用时间的单晶炉快捷化料机构。为解决上述技术问题，本实用新型的解决方案是：

提供一种用于单晶炉的快捷化料机构，包括加热电源、提升装置和辅助加热器；

所述提升装置包括电动驱动装置、手动旋钮和提升杆；提升杆通过炉体上的通孔，提升杆的下端伸入在炉体内，提升杆的上端伸出在炉体外部；提升杆为空心结构，中间通过加热电源和辅助加热器之间的连接电缆；电动驱动装置安装在炉体外部并与提升杆连接，用于提供给提升杆上下升降的动力；手动旋钮设置在提升杆的上端，用于带动提升杆进行旋转；

所述辅助加热器安装在提升装置的提升杆下端上，使辅助加热器能实现：在化料阶段时，通过提升装置悬挂在石英坩埚的正上方(辅助加热器距离石英坩埚的高度能通过提升杆进行调节)，化料结束后，再通过提升装置将加热器提升到一定高度，最后通过手动旋钮将辅助加热器旋到一边；辅助加热器为中心开有圆孔的加热器，辅助加热器通过连接电缆与炉体外部的加热电源连接，(通过加热电源施加一定功率的直流电)实现对石英坩埚内的多晶料进行辅助熔化。

作为进一步的改进，所述辅助加热器为圆环形的加热器，圆环的一侧开有缺口，缺口两端分别是辅助加热器的正极和负极，正负两极通过连接电缆与加热电源形成回路；辅助加热器的高温(1400℃)电阻范围在10～30mΩ之间(通过调节辅助加热器中心圆孔的内径大小和整个辅助加热器的厚度来实现)。

作为进一步的改进，所述辅助加热器采用石墨材质的加热器。

作为进一步的改进，所述提升装置采用钼材质的提升杆，能承受大于1500℃的高温。

作为进一步的改进，所述加热电源采用高频直流电源。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过在石英坩埚的上部设置一个辅助加热器，来有效减少晶体生长过程中的化料时间，从而大幅减少整个单晶生长周期，达到增产降本的目的。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图中的附图标记为：1底部加热器；2主加热器；3石英坩埚；4辅助加热器；5炉体；6提升杆；7手动旋钮；8电动驱动装置；9加热电源。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图1所示的一种用于单晶炉的快捷化料机构包括加热电源9、提升装置和辅助加热器4，用于增加多晶料的化料速度，大幅降低化料过程的工艺周期。

所述提升装置包括电动驱动装置8、手动旋钮7和提升杆6。提升杆6通过炉体5上的通孔，提升杆6的下端伸入在炉体5内，提升杆6的上端伸出在炉体5外部。电动驱动装置8安装在炉体5外部并与提升杆6连接，用于提供给提升杆6上下升降的动力；手动旋钮7设置在提升杆6的上端，用于带动提升杆6进行旋转。

所述辅助加热器4设置在提升装置的提升杆6下端，使辅助加热器4能实现：在化料阶段时，通过提升装置悬挂在石英坩埚3的正上方，化料结束后，再通过提升装置将加热器提升到一定高度，最后通过手动旋钮7将辅助加热器4旋到一边。辅助加热器4中心开有圆孔，通过连接电缆与炉体5外部的加热电源9连接，通过加热电源9施加一定功率的直流电，实现对石英坩埚3内的多晶料进行辅助熔化。

该种用于单晶炉的快捷化料机构中，辅助加热器4采用石墨材质，且辅助加热器4距离石英坩埚3的高度可以通过提升杆6进行上下调节，以满足不同工艺需求。辅助加热器4为圆环形，圆环的一侧开有缺口，缺口两端为加热器的正极和负极，正负两极通过连接电缆与加热电源9形成回路。辅助加热器4中心开有圆孔，通过调节圆孔的内径大小和整个辅助加热器4的厚度，来保证辅助加热器4的高温(1400℃)电阻范围在10—30mΩ之内，以此匹配整个化料过程的工艺需求。提升杆6采用钼材质，可承受大于1500℃的高温，且提升杆6为空心结构，中间可以通过加热电源9和辅助加热器4之间的连接电缆；加热电源9则采用高频直流电源。

使用时，加热电源9通过连接电缆给辅助加热器4一定的功率，使得辅助加热器4发出热量，与底部加热器1、主加热器2共同给多晶料加热，加快多晶料的熔化过程，使得化料周期大大缩短，整个晶体生长周期大幅降低，以达到单晶硅降本增产的目的。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于单晶炉的快捷化料机构，其特征在于，包括加热电源、提升装置和辅助加热器；

所述提升装置包括电动驱动装置、手动旋钮和提升杆；提升杆通过炉体上的通孔，提升杆的下端伸入在炉体内，提升杆的上端伸出在炉体外部；提升杆为空心结构，中间通过加热电源和辅助加热器之间的连接电缆；电动驱动装置安装在炉体外部并与提升杆连接，用于提供给提升杆上下升降的动力；手动旋钮设置在提升杆的上端，用于带动提升杆进行旋转；

所述辅助加热器安装在提升装置的提升杆下端上，使辅助加热器能实现：在化料阶段时，通过提升装置悬挂在石英坩埚的正上方，化料结束后，再通过提升装置将加热器提升到一定高度，最后通过手动旋钮将辅助加热器旋到一边；辅助加热器为中心开有圆孔的加热器，辅助加热器通过连接电缆与炉体外部的加热电源连接，实现对石英坩埚内的多晶料进行辅助熔化。

2.根据权利要求1所述的一种用于单晶炉的快捷化料机构，其特征在于，所述辅助加热器为圆环形的加热器，圆环的一侧开有缺口，缺口两端分别是辅助加热器的正极和负极，正负两极通过连接电缆与加热电源形成回路；辅助加热器的高温电阻范围在10～30mΩ之间。

3.根据权利要求1所述的一种用于单晶炉的快捷化料机构，其特征在于，所述辅助加热器采用石墨材质的加热器。

4.根据权利要求1所述的一种用于单晶炉的快捷化料机构，其特征在于，所述提升装置采用钼材质的提升杆，能承受大于1500℃的高温。

5.根据权利要求1所述的一种用于单晶炉的快捷化料机构，其特征在于，所述加热电源采用高频直流电源。