本技術(shù)屬于長(zhǎng)晶爐，具體涉及一種新型長(zhǎng)晶爐加熱裝置。

背景技術(shù)：

1、長(zhǎng)晶爐在對(duì)單晶硅進(jìn)行制作過(guò)程中，是將多晶硅料置于坩堝內(nèi)，并將硅料在約1416℃的溫度熔化為液態(tài)硅后，將具預(yù)定結(jié)晶取向的硅晶種下降以接觸液態(tài)硅的表面，在適當(dāng)?shù)臏囟瓤刂葡?，液態(tài)硅在硅晶種上形成具有與所述硅晶種所具預(yù)定結(jié)晶取向的單晶，接著旋轉(zhuǎn)并慢慢提拉硅晶種及坩堝，以在硅晶種下方形成硅晶棒；

2、現(xiàn)有技術(shù)中，公開(kāi)號(hào)：cn219689939u的中國(guó)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
，公開(kāi)了一種晶體生長(zhǎng)爐加熱裝置，包括固定柱，所述固定柱的外表面穿插設(shè)置有把手，所述把手的另一端固定連接有第一錐齒輪，固定柱的內(nèi)部設(shè)置有限位槽，所述限位槽的內(nèi)部滑動(dòng)連接有限位塊，所述限位塊的上表面固定連接有活動(dòng)柱，所述活動(dòng)柱的內(nèi)部螺紋連接有螺紋桿，所述螺紋桿的外表面固定連接有第二錐齒輪，啟動(dòng)小型電機(jī)，由于小型電機(jī)的輸出端與連接柱固定連接，因此可帶動(dòng)連接柱轉(zhuǎn)動(dòng)，有連接柱與爐室固定連接，因此可帶動(dòng)爐室轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)通過(guò)加熱板加熱工作，通過(guò)副爐管防止?fàn)t室轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)生偏移，從而實(shí)現(xiàn)生長(zhǎng)爐的加熱設(shè)備足夠精準(zhǔn)，使用起來(lái)簡(jiǎn)單方便，有效的均勻受熱；

3、傳統(tǒng)cz長(zhǎng)晶加熱裝置，為了控制長(zhǎng)晶時(shí)原料從液相迅速轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔嗲彝昝姥娱L(zhǎng)在籽晶上(不產(chǎn)生位錯(cuò))，爐子內(nèi)部的縱向溫度梯度是關(guān)鍵，特別是固液界面的溫度梯度控制最為關(guān)鍵，因此除了加熱裝置以外，每臺(tái)長(zhǎng)晶爐還需配備水冷夾套冷卻系統(tǒng)，在持續(xù)的長(zhǎng)晶過(guò)程中，與加熱系統(tǒng)互補(bǔ)，使溫度梯度受控，但整個(gè)過(guò)程能源消耗很大，一般在等晶過(guò)程中每臺(tái)爐子消耗功率在30kw左右，而且一般會(huì)10％左右晶體還是會(huì)因?yàn)闇囟忍荻瓤刂撇痪_導(dǎo)致位錯(cuò)，晶棒報(bào)廢。

4、為此，我們提出一種新型長(zhǎng)晶爐加熱裝置來(lái)解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，通過(guò)加熱裝置兩端橫截面的改變，上端橫截面積與下端橫截面積逐步線型放大，自然在整體熱輻射時(shí)產(chǎn)生溫度梯度，在水冷系統(tǒng)的輔助下，更容易精確控制固液界面的溫度梯度，而且更節(jié)能，等晶過(guò)程每臺(tái)爐子消耗功率更低；成晶品質(zhì)更好，更不容易產(chǎn)生位錯(cuò)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型長(zhǎng)晶爐加熱裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出現(xiàn)有技術(shù)中整個(gè)過(guò)程能源消耗很大，在等晶過(guò)程中每臺(tái)爐子消耗功率在30kw左右，而且一般會(huì)有10％左右晶體還是會(huì)因?yàn)闇囟忍荻瓤刂撇痪_導(dǎo)致位錯(cuò)，晶棒報(bào)廢的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案：

3、一種新型長(zhǎng)晶爐加熱裝置，包括爐體，所述爐體內(nèi)腔底部設(shè)置有底盤(pán)，所述底盤(pán)的上方設(shè)置有外坩堝，所述外坩堝內(nèi)腔設(shè)置有內(nèi)坩堝，所述外坩堝的外側(cè)設(shè)置有加熱器，所述底盤(pán)的上表面開(kāi)設(shè)有多組卡槽，所述外坩堝的下表面設(shè)置與多組卡槽契合的卡塊；

4、所述加熱器展開(kāi)時(shí)呈蛇形設(shè)置，所述加熱器的橫截面呈直角梯形設(shè)置，所述加熱器的兩端分別設(shè)置有正極和負(fù)極，所述加熱器的截面積小的一端靠近爐體的上端，所述加熱器的截面積大的一端設(shè)置在底盤(pán)上方，所述加熱器俯視時(shí)呈開(kāi)口的圓形設(shè)置，所述加熱器的直角邊與外坩堝的外表面呈平行設(shè)置，所述加熱器的傾斜部靠近爐體的內(nèi)壁。

5、優(yōu)選的，所述爐體的爐壁內(nèi)腔開(kāi)設(shè)有水冷空腔，且水冷空腔內(nèi)設(shè)置有水冷盤(pán)管，所述水冷盤(pán)管呈螺旋狀設(shè)置，所述水冷盤(pán)管的一端連通有貫穿爐體的進(jìn)水管，所述水冷盤(pán)管的另一端連通有貫穿爐體的出水管。

6、優(yōu)選的，多組所述卡槽呈等角度設(shè)置，所述底盤(pán)的下表面固定連接有與爐體轉(zhuǎn)動(dòng)連接的連接軸，所述連接軸的下端固定連接有從動(dòng)錐輪。

7、優(yōu)選的，爐體的下表面固定連接有安裝直角板，且安裝直角板的下表面安裝有第一電機(jī)，所述第一電機(jī)的輸出軸傳動(dòng)連接有與安裝直角板轉(zhuǎn)動(dòng)連接的第一旋轉(zhuǎn)軸，所述第一旋轉(zhuǎn)軸的一端固定連接有與從動(dòng)錐輪嚙合的驅(qū)動(dòng)錐輪。

8、優(yōu)選的，底盤(pán)的下表面開(kāi)設(shè)有環(huán)形槽，且環(huán)形槽的截面呈半圓形設(shè)置，所述爐體的內(nèi)腔底部嵌有多組與環(huán)形槽滾動(dòng)連接的鋼珠，且多組鋼珠呈等角度設(shè)置。

9、優(yōu)選的，爐體的下表面固定連接有多組可調(diào)節(jié)支腿，且多組可調(diào)節(jié)支腿呈等角度設(shè)置。

10、優(yōu)選的，還包括爐蓋，所述爐蓋的外側(cè)對(duì)稱焊接有兩組第二固定塊，所述爐體的外側(cè)下端對(duì)稱焊接有兩組第一固定塊，且兩組第一固定塊的上表面均設(shè)置有氣缸，所述氣缸的伸縮端均固定連接在第二固定塊的下表面。

11、優(yōu)選的，爐蓋的上表面固定連接有護(hù)蓋，所述護(hù)蓋的上表面中部設(shè)置有第二電機(jī)，所述第二電機(jī)的輸出軸傳動(dòng)連接有第二旋轉(zhuǎn)軸，所述第二旋轉(zhuǎn)軸的下端貫穿護(hù)蓋并螺紋連接有調(diào)節(jié)套管，所述調(diào)節(jié)套管的下端設(shè)置有底座，所述底座的下表面設(shè)置有籽晶桿。

12、優(yōu)選的，爐蓋的下表面開(kāi)設(shè)有與護(hù)蓋相連通的安裝槽，所述安裝槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有凸字管，所述凸字管的下端連通有錐形管，所述錐形管的下端沿邊固定連接有限位環(huán)，所述限位環(huán)的下表面抵觸在外坩堝的上沿邊。

13、優(yōu)選的，限位環(huán)的下表面固定連接有多組限位塊，且多組限位塊呈等角度設(shè)置，所述外坩堝的上表面沿邊開(kāi)設(shè)有供多組限位塊插接的限位槽。

14、本實(shí)用新型提出的一種新型長(zhǎng)晶爐加熱裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

15、1、本實(shí)用新型的加熱器、爐體和底盤(pán)之間的配合，通過(guò)對(duì)加熱器進(jìn)行調(diào)整，將傳統(tǒng)加熱器的上端厚度a和下端厚度b之比從1:1優(yōu)化為1:1.1-1:3.1之間，加熱器在整體通電產(chǎn)生熱能時(shí)，上端橫截面積與下端橫截面積逐步線型放大，更容易長(zhǎng)出無(wú)位錯(cuò)合格晶體，位錯(cuò)不良率從10％下降為5％，自然在整體熱輻射時(shí)產(chǎn)生溫度梯度，等晶過(guò)程每臺(tái)爐子消耗功率更低，成晶品質(zhì)更好，更不容易產(chǎn)生位錯(cuò)。

16、2、本實(shí)用新型的爐體、進(jìn)水管、水冷空腔、水冷盤(pán)管和出水管之間的配合；在由進(jìn)水管、水冷盤(pán)管和出水管形成的水冷系統(tǒng)的輔助下，更容易精確控制固液界面的溫度梯度，而且更節(jié)能。

17、3、本實(shí)用新型的氣缸、第一固定塊、第二固定塊和爐蓋之間的配合，通過(guò)氣缸便于帶動(dòng)第二固定塊原理第一固定塊，從而便于對(duì)爐蓋開(kāi)合，方便更換內(nèi)坩堝中的原料融液。

18、5、本實(shí)用新型的第一電機(jī)、第二電機(jī)外坩堝、限位環(huán)和凸字管之間的配合，通過(guò)第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)底盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使外坩堝轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)限位環(huán)通過(guò)限位塊插接在外坩堝上的限位槽內(nèi)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，便于爐蓋閉合后對(duì)內(nèi)坩堝限位，避免內(nèi)坩堝中的原料融液濺出，同時(shí)在第二電機(jī)的作用下便于帶動(dòng)籽晶桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而提高長(zhǎng)晶的質(zhì)量，更容易長(zhǎng)出無(wú)位錯(cuò)合格晶體。

技術(shù)特征：

1.一種新型長(zhǎng)晶爐加熱裝置，包括爐體(1)，其特征在于：所述爐體(1)內(nèi)腔底部設(shè)置有底盤(pán)(16)，所述底盤(pán)(16)的上方設(shè)置有外坩堝(22)，所述外坩堝(22)內(nèi)腔設(shè)置有內(nèi)坩堝(21)，所述外坩堝(22)的外側(cè)設(shè)置有加熱器(25)，所述底盤(pán)(16)的上表面開(kāi)設(shè)有多組卡槽(17)，所述外坩堝(22)的下表面設(shè)置與多組卡槽(17)契合的卡塊(24)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型長(zhǎng)晶爐加熱裝置，其特征在于：所述爐體(1)的爐壁內(nèi)腔開(kāi)設(shè)有水冷空腔(6)，且水冷空腔(6)內(nèi)設(shè)置有水冷盤(pán)管(7)，所述水冷盤(pán)管(7)呈螺旋狀設(shè)置，所述水冷盤(pán)管(7)的一端連通有貫穿爐體(1)的進(jìn)水管(8)，所述水冷盤(pán)管(7)的另一端連通有貫穿爐體(1)的出水管(9)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型長(zhǎng)晶爐加熱裝置，其特征在于：多組所述卡槽(17)呈等角度設(shè)置，所述底盤(pán)(16)的下表面固定連接有與爐體(1)轉(zhuǎn)動(dòng)連接的連接軸(15)，所述連接軸(15)的下端固定連接有從動(dòng)錐輪(14)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型長(zhǎng)晶爐加熱裝置，其特征在于：所述爐體(1)的下表面固定連接有安裝直角板(10)，且安裝直角板(10)的下表面安裝有第一電機(jī)(11)，所述第一電機(jī)(11)的輸出軸傳動(dòng)連接有與安裝直角板(10)轉(zhuǎn)動(dòng)連接的第一旋轉(zhuǎn)軸(12)，所述第一旋轉(zhuǎn)軸(12)的一端固定連接有與從動(dòng)錐輪(14)嚙合的驅(qū)動(dòng)錐輪(13)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型長(zhǎng)晶爐加熱裝置，其特征在于：所述底盤(pán)(16)的下表面開(kāi)設(shè)有環(huán)形槽(18)，且環(huán)形槽(18)的截面呈半圓形設(shè)置，所述爐體(1)的內(nèi)腔底部嵌有多組與環(huán)形槽(18)滾動(dòng)連接的鋼珠(19)，且多組鋼珠(19)呈等角度設(shè)置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型長(zhǎng)晶爐加熱裝置，其特征在于：所述爐體(1)的下表面固定連接有多組可調(diào)節(jié)支腿(20)，且多組可調(diào)節(jié)支腿(20)呈等角度設(shè)置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型長(zhǎng)晶爐加熱裝置，其特征在于：還包括爐蓋(4)，所述爐蓋(4)的外側(cè)對(duì)稱焊接有兩組第二固定塊(5)，所述爐體(1)的外側(cè)下端對(duì)稱焊接有兩組第一固定塊(2)，且兩組第一固定塊(2)的上表面均設(shè)置有氣缸(3)，所述氣缸(3)的伸縮端均固定連接在第二固定塊(5)的下表面。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種新型長(zhǎng)晶爐加熱裝置，其特征在于：所述爐蓋(4)的上表面固定連接有護(hù)蓋(27)，所述護(hù)蓋(27)的上表面中部設(shè)置有第二電機(jī)(32)，所述第二電機(jī)(32)的輸出軸傳動(dòng)連接有第二旋轉(zhuǎn)軸(33)，所述第二旋轉(zhuǎn)軸(33)的下端貫穿護(hù)蓋(27)并螺紋連接有調(diào)節(jié)套管(34)，所述調(diào)節(jié)套管(34)的下端設(shè)置有底座(35)，所述底座(35)的下表面設(shè)置有籽晶桿(36)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種新型長(zhǎng)晶爐加熱裝置，其特征在于：所述爐蓋(4)的下表面開(kāi)設(shè)有與護(hù)蓋(27)相連通的安裝槽(26)，所述安裝槽(26)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有凸字管(28)，所述凸字管(28)的下端連通有錐形管(29)，所述錐形管(29)的下端沿邊固定連接有限位環(huán)(30)，所述限位環(huán)(30)的下表面抵觸在外坩堝(22)的上沿邊。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種新型長(zhǎng)晶爐加熱裝置，其特征在于：所述限位環(huán)(30)的下表面固定連接有多組限位塊(31)，且多組限位塊(31)呈等角度設(shè)置，所述外坩堝(22)的上表面沿邊開(kāi)設(shè)有供多組限位塊(31)插接的限位槽(23)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)屬于長(zhǎng)晶爐技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種新型長(zhǎng)晶爐加熱裝置，包括爐體，所述爐體內(nèi)腔底部設(shè)置有底盤(pán)，所述底盤(pán)的上方設(shè)置有外坩堝，所述外坩堝內(nèi)腔設(shè)置有內(nèi)坩堝，所述外坩堝的外側(cè)設(shè)置有加熱器，所述底盤(pán)的上表面開(kāi)設(shè)有多組卡槽，所述外坩堝的下表面設(shè)置與多組卡槽契合的卡塊；通過(guò)對(duì)加熱器進(jìn)行調(diào)整，將傳統(tǒng)加熱器的上端厚度A和下端厚度B之比從1:1優(yōu)化為1:1.1?1:3.1之間，加熱器在整體通電產(chǎn)生熱能時(shí)，上端橫截面積與下端橫截面積逐步線型放大，更容易長(zhǎng)出無(wú)位錯(cuò)合格晶體，位錯(cuò)不良率從10％下降為5％，自然在整體熱輻射時(shí)產(chǎn)生溫度梯度，等晶過(guò)程每臺(tái)爐子消耗功率更低，成晶品質(zhì)更好，更不容易產(chǎn)生位錯(cuò)。

技術(shù)研發(fā)人員：汪祖一,尚海波
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海合晶硅材料股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240419
技術(shù)公布日：2024/12/10