一種晶棒生長(zhǎng)用冷卻裝置以及單晶爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于單晶拉制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種晶棒生長(zhǎng)用冷卻裝置以及單晶爐。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，單晶生長(zhǎng)用冷卻裝置主要有兩種，一種是常規(guī)的石墨熱屏，一種是水冷套裝置。
[0003]其中，石墨熱屏主要是用來(lái)屏蔽加熱器和高溫熔體對(duì)單晶棒的直接輻射，同時(shí)石墨熱屏可使得副室向下吹送的氬氣集中流過(guò)生長(zhǎng)界面附近，進(jìn)而強(qiáng)化單晶棒散熱，增大熱場(chǎng)縱向溫度梯度，從而起到提高晶體生長(zhǎng)速度的作用。一般情況下，石墨熱屏分內(nèi)、外兩層，其內(nèi)外層之間的空隙中填充有碳?xì)?，以增加隔熱作用，降低功率，增加晶棒的冷卻速度。但單純采用石墨熱屏，并不能從本質(zhì)上強(qiáng)化晶棒熱量的散失，對(duì)晶棒生長(zhǎng)速度的提升幅度有限。
[0004]水冷套裝置通常設(shè)置在單晶爐的爐頸位置，在拉晶過(guò)程中水冷套裝置中通有循環(huán)的冷卻水，利用循環(huán)水可帶走熱量，對(duì)晶棒起到冷卻作用，從而提高等徑生長(zhǎng)速度，在拉晶過(guò)程中能提高生產(chǎn)效率。但水冷套裝置主要是用于加快熱場(chǎng)上部及晶棒表面熱量的散失，其位置與單晶爐中坩禍內(nèi)的固液界面的距離相對(duì)較大，不利于及時(shí)帶走硅溶液凝固過(guò)程中釋放出的結(jié)晶潛熱。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種晶棒生長(zhǎng)用冷卻裝置和具有該冷卻裝置的單晶爐，該冷卻裝置的冷卻效果好，且能夠帶走硅溶液凝固過(guò)程中釋放出的結(jié)晶潛熱，使得對(duì)晶棒的冷卻作用更加明顯。
[0006]解決本實(shí)用新型技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該晶棒生長(zhǎng)用冷卻裝置包括法蘭、中空的筒體、以及用于連接法蘭和筒體的支撐管，晶棒能夠從筒體中穿過(guò)，所述法蘭上開有進(jìn)水口和出水口，筒體包括內(nèi)層和外層，所述內(nèi)層和外層之間為層間腔，法蘭和筒體之間還連接有進(jìn)水管道和出水管道，
[0007]所述進(jìn)水管道的一端與法蘭上的進(jìn)水口連通，另一端與筒體的層間腔連通；所述出水管道的一端與法蘭上的出水口連通，另一端與筒體的層間腔連通，冷卻水能夠從法蘭上的進(jìn)水口中流入，經(jīng)進(jìn)水管道進(jìn)入筒體的層間腔，再流經(jīng)出水管道后，從法蘭上的出水口中流出。
[0008]優(yōu)選的是，進(jìn)水口和出水口對(duì)稱設(shè)置在法蘭上，法蘭的內(nèi)部為空腔。
[0009]優(yōu)選的是，所述筒體與進(jìn)水管道連接的位置和筒體與出水管道連接的位置對(duì)稱設(shè)置。
[0010]優(yōu)選的是，所述筒體的外徑大于晶棒的外徑，且筒體的外徑小于單晶爐中熱屏的外徑。
[0011]優(yōu)選的是，法蘭的內(nèi)徑大于筒體的外徑，法蘭的外徑與單晶爐的爐體的外徑一致。
[0012]優(yōu)選的是，法蘭、支撐管和筒體采用不銹鋼制成。
[0013]優(yōu)選所述支撐管的形狀為折彎形。
[0014]本實(shí)用新型還提供一種單晶爐，包括爐體，該單晶爐還包括上述的晶棒生長(zhǎng)用冷卻裝置，所述晶棒生長(zhǎng)用冷卻裝置設(shè)于所述爐體內(nèi)。
[0015]優(yōu)選的是，所述爐體包括爐身和爐蓋，所述爐蓋包括爐蓋法蘭，所述晶棒生長(zhǎng)用冷卻裝置的法蘭上設(shè)有定位孔，法蘭設(shè)置在爐蓋法蘭下方，通過(guò)在所述定位孔中設(shè)置定位銷，從而能夠?qū)⒎ㄌm與爐蓋法蘭安裝在一起。
[0016]優(yōu)選的是，爐體內(nèi)包括有熱屏，所述熱屏包括內(nèi)表層和外表層，所述筒體設(shè)于熱屏的內(nèi)表層和外表層之間的空隙中。
[0017]本實(shí)用新型晶棒生長(zhǎng)用冷卻裝置的有益效果是:通過(guò)在中空的筒體內(nèi)外層之間的層間腔中通入冷卻水，由冷卻水帶走晶棒的大量熱量，以降低生長(zhǎng)的晶體的溫度，達(dá)到對(duì)晶棒的冷卻作用，形成巨大溫差使得晶棒的散熱進(jìn)一步加快，從而能進(jìn)一步提高晶棒的生長(zhǎng)速度。并且，由于筒體的位置非?？拷鼏尉t中的固液界面，因此相對(duì)于現(xiàn)有的冷卻裝置來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型冷卻裝置能夠有效地帶走硅溶液凝固過(guò)程中釋放出的結(jié)晶潛熱。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1中晶棒生長(zhǎng)用冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:1_法蘭；2-出水口 ；3_進(jìn)水口 ；4_定位孔；5-進(jìn)水管道；6-出水管道；7-支撐管；8-筒體。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合本實(shí)用新型中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0021]本實(shí)用新型晶棒生長(zhǎng)用冷卻裝置包括法蘭、中空的筒體、以及用于連接法蘭和筒體的支撐管，晶棒能夠從筒體中穿過(guò)，所述法蘭上開有進(jìn)水口和出水口，筒體包括內(nèi)層和外層，所述內(nèi)層和外層之間為層間腔，法蘭和筒體之間還連接有進(jìn)水管道和出水管道，所述進(jìn)水管道的一端與法蘭上的進(jìn)水口連通，另一端與筒體的層間腔連通；所述出水管道的一端與法蘭上的出水口連通，另一端與筒體的層間腔連通，冷卻水能夠從法蘭上的進(jìn)水口中流入，經(jīng)進(jìn)水管道進(jìn)入筒體的層間腔，再流經(jīng)出水管道后，從法蘭上的出水口中流出。
[0022]本實(shí)用新型還提供一種單晶爐，其包括爐體，還包括上述的晶棒生長(zhǎng)用冷卻裝置，所述晶棒生長(zhǎng)用冷卻裝置設(shè)于所述爐體內(nèi)。
[0023]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)敘述。
[0024]實(shí)施例1:
[0025]本實(shí)施例提供一種單晶爐，包括爐體，爐體內(nèi)有石墨熱屏和晶棒生長(zhǎng)用冷卻裝置。
[0026]如圖1所示，本實(shí)施例中，所述晶棒生長(zhǎng)用冷卻裝置包括法蘭1、筒體8、用于連接法蘭I和筒體8的支撐管7、進(jìn)水管道5和出水管道6。
[0027]其中，筒體8具有中空的內(nèi)部，以使得晶棒能夠從筒體8內(nèi)部穿過(guò)。法蘭上開有進(jìn)水口 3和出水口