專利名稱：一種單晶硅爐的溫場穩(wěn)定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種單晶硅爐的溫場穩(wěn)定裝置。
背景技術(shù)：
單晶硅爐主要用于生產(chǎn)硅半導(dǎo)體材料和一些低端的太陽能電池材料，按功能單晶
硅爐包括機(jī)械系統(tǒng)、溫場系統(tǒng)和電控自動系統(tǒng)。單晶硅爐的只要采用石墨圓筒加熱器加熱，由于單晶硅爐的爐腔的軸向尺寸過大，造成了單晶硅爐內(nèi)的溫場軸向溫度梯度過大，降低
了成品率，嚴(yán)重時(shí)會引起石英堝內(nèi)的硅熔液結(jié)晶，使石英堝的被結(jié)晶后的硅脹裂，引發(fā)漏硅等嚴(yán)重的生產(chǎn)事故；極大的降低了單晶硅爐的安全生產(chǎn)系數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種單晶硅爐的溫場穩(wěn)定裝置，能有效的解決在單晶硅棒制備過程中單晶硅爐內(nèi)溫場軸向溫度梯度過大給晶體制備帶來的難題，進(jìn)一步提高單晶硅爐在日常生產(chǎn)過程中的安全生產(chǎn)系數(shù)，提高成品率。為此本實(shí)用新型采用在原有石墨加熱器豎直方向的底部(即石英堝的垂直下方)增加一個(gè)輻射狀圓盤加熱器。通過此圓盤加熱器在單晶爐工作的過程中向上輻射熱量，使之減小單晶硅爐內(nèi)軸向溫度梯度，提高設(shè)備的安全生產(chǎn)系數(shù)，提高了產(chǎn)品率，上述裝置達(dá)到了本實(shí)用新型的目的。 本實(shí)用型新型的優(yōu)點(diǎn)是通過在原有溫場上增加了一個(gè)溫場穩(wěn)定裝置_圓盤加熱器，減小了單晶硅爐軸向溫場梯度，提高了設(shè)備的安全性能，大幅度的提高了正品率，且裝置的結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低，維修方便效果好。

圖1為本實(shí)用新型在單晶硅爐的溫場的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2-1為本實(shí)用新型的主視圖，圖2-2為本實(shí)用新型的俯視圖。
具體實(shí)施方案 如圖1所示，本實(shí)用新型的改進(jìn)部分主要集中在加熱器9的底端增加設(shè)置了一個(gè)輻射狀的圓盤加熱器16，其余部件為傳統(tǒng)技術(shù)，不再累述，即中線在爐膛下部通過石墨電極14連接原圓筒加熱器9，圓筒加熱器9的底端連接輻射狀圓盤加熱器16，兩加熱器通過石墨螺栓與石墨電極相連；內(nèi)線有石墨托桿16與石墨堝托12相連，石墨堝托12與石墨堝8相連，石墨堝8內(nèi)有石英坩堝8 ;外線爐底護(hù)盤15與保溫罩10外裹保溫層相連，通過與保溫蓋1、2，導(dǎo)流筒4、5、6共同組成穩(wěn)定的熱場。 —種單晶硅爐的溫場穩(wěn)定裝置，主要由加熱器9、爐膛17、輻射狀圓盤加熱器16和保溫層組成，在單晶硅爐制備單晶硅棒的過程中，主要通過加熱器9來補(bǔ)充溫場內(nèi)散失的熱量，由于溫場較大在加熱器9的軸向(即豎直方向)溫度梯度較大，不利于單晶硅棒的制備，因此本實(shí)用新型在加熱器9的底部增添了一個(gè)輻射狀圓盤加熱器16來彌補(bǔ)由于溫場梯度過大帶來的不足。 所述的輻射狀的圓盤加熱器的直徑與原有配套加熱器的直徑的長度比為 1 : 0.7 0.89。這樣才能使圓盤加熱器產(chǎn)生的熱量有效的輻射至加熱器9內(nèi)，從而減小軸 向溫度梯度，提高單晶硅爐的安全生產(chǎn)系數(shù)。 所述的圓盤的加熱器的溫區(qū)長度與圓盤的外內(nèi)徑差的長度比為1 : 0.8 0.87。
這樣才能使圓盤加熱器產(chǎn)生足夠的熱量來沖抵溫場內(nèi)溫度的散失，從而保證溫場的穩(wěn)定 性，提高設(shè)備的有效利用率。 總之，本實(shí)用新型能有效的解決單晶硅爐內(nèi)溫場軸向梯度過大帶來的不良后果， 可大幅度提高設(shè)備的有效利用率，減低了生產(chǎn)成本。
權(quán)利要求一種單晶硅爐的溫場穩(wěn)定裝置，主要由石墨堝、石英坩堝、石墨熱場、加熱器、底部輻射裝圓盤加熱器和保溫層所組成，其特征在于在傳統(tǒng)的石墨熱場即加熱器底部，石英堝的垂直下方增加了一個(gè)散射形圓盤石墨發(fā)熱裝置，通過熱輻射的原理向石墨熱場的軸向輻射熱量，減小溫場的軸向溫差。
2. 按權(quán)利要求1所述的一種單晶硅爐的溫場穩(wěn)定裝置，其特征在于所述的圓盤加熱器的直徑與原有配套加熱器的直徑的長度比為1 : 0.7 0.89。
3. 按權(quán)利要求1所述的一種單晶硅爐的溫場穩(wěn)定裝置，其特征在于所述的圓盤的加熱器的溫區(qū)長度與圓盤的外內(nèi)徑差的長度比為1 : 0.8 0.87。
專利摘要本實(shí)用新型屬于一種單晶硅爐溫場的穩(wěn)定裝置，在生產(chǎn)大直徑單晶硅棒的制備過程中，采用在原加熱器的底部增加一個(gè)散射狀圓盤加熱器裝置，通過輻射使單晶爐內(nèi)需要形成一個(gè)溫度變化在5~10℃相對穩(wěn)定的熱場；本實(shí)用新型改變晶體制備過程中產(chǎn)生溫場軸向溫度梯度過大、石英堝內(nèi)硅熔液提前結(jié)晶的問題，達(dá)到了理想的使用效果。
文檔編號C30B11/00GK201501941SQ20092014795
公開日2010年6月9日 申請日期2009年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者馮煥培, 劉旭峰, 朱仁德 申請人:北京京運(yùn)通硅材料設(shè)備有限公司