專利名稱：一種單晶爐的保溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種單晶爐的保溫裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及單晶爐技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種單晶爐的保溫裝置。
背景技術(shù)：
[0002]1917年，切克勞斯基J. Czochralski發(fā)表了用直拉法從烙體中生長單晶體的論文，為用直拉法生長硅單晶奠定了理論基礎(chǔ)，從此，直拉單晶設(shè)備——直拉單晶爐飛速發(fā)展，最初的直拉單晶爐用高頻加熱，這種形式的單晶爐稱為外熱式直拉單晶爐，最初的外熱式直拉單晶爐粗糙簡單，以后在發(fā)展過程中不斷改進(jìn)，增加了坩堝的旋轉(zhuǎn)和一些附屬件，張于使外熱式直拉單晶爐初具規(guī)模，但是，這種形式的直拉單晶爐對進(jìn)一步擴(kuò)大硅單晶生產(chǎn)阻礙較大，因此，在發(fā)展中出現(xiàn)了內(nèi)熱式直接單晶爐，內(nèi)熱式直拉單晶爐用高純石墨作發(fā)熱體，發(fā)熱體用保溫材料保溫，放在密封水冷的不銹鋼爐腔內(nèi)，發(fā)熱體通過大電流產(chǎn)生高溫使多晶硅熔化。[0003]同時直拉硅單晶生長技術(shù)的發(fā)展也促進(jìn)了直拉硅單晶生長設(shè)備的發(fā)展，最初的直接單晶爐裝料量只有一百多克多晶硅，石英坩堝的直徑40毫米至6毫米，拉制的硅單晶長度只有幾厘米到十幾厘料，現(xiàn)在，直拉單晶爐一般可裝多晶硅45公斤，最多的可達(dá)300公斤，石英坩堝直徑達(dá)350毫米，單晶直徑達(dá)150毫米，長度近2米。隨著硅單晶在高技術(shù)應(yīng)該用領(lǐng)域的不斷推廣，對單晶體的需求量也在不斷增加，對硅單晶質(zhì)量的要求越來越高，市場需要的單晶硅芯片直徑越來越大，為滿足迅速發(fā)展的需求，國內(nèi)外晶體生長廠家紛紛投巨資擴(kuò)大產(chǎn)量，特別是近年來國家對信息產(chǎn)業(yè)的估惠政策使國內(nèi)生產(chǎn)廠商紛紛擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。[0004]晶體熱場系統(tǒng)是直拉硅單晶生長設(shè)備的核心，熱場的優(yōu)劣對單晶硅的質(zhì)量有很大的影響，合適的熱場參夠生長出高質(zhì)量的單晶，不好的熱場容易使單晶變成多晶，或者根本無法引晶，有的熱場雖然能夠生長單晶，但質(zhì)量較差，有位錯和其它結(jié)構(gòu)缺陷，因此，找到好的熱場條件，配置最佳的熱場系統(tǒng)，是非常重要的直拉單晶工藝技術(shù)。[0005]目前國內(nèi)的單晶爐熱場所用保溫材料基本上都是采用石墨桶和石墨化高純軟炭氈的組合體。目前國內(nèi)已有部分廠家開始對固化炭氈進(jìn)行研發(fā)，但尚無一家生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)優(yōu)價的合格產(chǎn)品，也沒有一家形成工業(yè)化生產(chǎn)。從國際上看，目前只有日本、德國、美國等少數(shù)發(fā)達(dá)國家的數(shù)家企業(yè)能夠生產(chǎn)合格的固化炭氈，但其均采用“氣象沉積法”，采用該方法技術(shù)復(fù)雜，加工周期長，成本高等缺點，其產(chǎn)品售價高達(dá)每公斤3000元人民幣左右。我國目前所能生產(chǎn)的聚丙烯腈基炭纖維氈體厚度只能達(dá)到12mm，使用大于該厚度的保溫材料，則需依靠炭材料的連接技術(shù)方能實現(xiàn)。而且聚丙烯腈基炭纖維材料本身的抗老化功能不強(qiáng)，性能丟失較快。也有一些企業(yè)能生產(chǎn)定型炭纖維保溫體工件，但是生產(chǎn)的工件尺寸質(zhì)量不穩(wěn)定，加工精度不高，外觀粗糙。發(fā)明內(nèi)容[0006]本實用新型的目的在于結(jié)構(gòu)簡單、單晶硅晶體生長的成品率且節(jié)能的單晶爐的保溫裝置。[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所提供的技術(shù)方案為一種單晶爐的保溫裝置，它包括有由炭纖維材料固化成型的上蓋、導(dǎo)流筒、保溫筒和下保溫蓋，其中，上蓋、保溫筒、下保溫蓋依次組裝形成爐體；上蓋中心部位設(shè)有一階梯形入口，導(dǎo)流筒安裝在該階梯形入口內(nèi)， 加熱器安裝在爐體內(nèi)，并電極與外部電源連接；石墨鍋位于加熱器內(nèi)，導(dǎo)流筒出口位于石墨鍋入口正上方。[0008]所述的導(dǎo)流筒為上大下小的圓錐形筒體。[0009]所述的上蓋、導(dǎo)流筒、保溫筒、下保溫蓋均采用炭纖維材料通過裁剪一粘接一壓制一高溫固化一機(jī)械加工一涂層一高溫固化一高溫純化一修飾一體制作成型。[0010]本實用新型在采用了上述方案后，通過使用炭纖維材料制成的上蓋、導(dǎo)流筒、保溫筒和下保溫蓋可以使單晶爐中的熔硅和晶體具有較好的縱向溫度梯度，利于提高單晶硅晶體生長的成品率，節(jié)約(降低)能耗每爐10 %以上；拉晶時間縮短10 %以上；初次使用只需煅燒一次就可投料生產(chǎn)，比傳統(tǒng)石墨氈煅燒三次節(jié)省了時間和能耗；無揮發(fā)物，使用壽命高于傳統(tǒng)軟石墨氈，提高拉晶質(zhì)量；熱場系統(tǒng)穩(wěn)定，提高拉晶的成品率；操作方便，利于清理， 不需捆氈，利于環(huán)保、減輕工人的勞動強(qiáng)度，一定程度上對客戶的生產(chǎn)提供了便利。


[0011]圖I為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
[0012]下面結(jié)合所有附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明，本實用新型的較佳實施例為參見附圖1，本實施例所述的單晶爐的保溫裝置包括有上蓋I、導(dǎo)流筒2、保溫筒3和下保溫蓋 6，所述的上蓋I、導(dǎo)流筒2、保溫筒3、下保溫蓋6均采用炭纖維材料通過裁剪一粘接一壓制一聞溫固化一機(jī)械加工一涂層一聞溫固化一聞溫純化一修飾一體制作成型。其中，上蓋 I、保溫筒3、下保溫蓋6依次組裝形成爐體；上蓋I中心部位設(shè)有一階梯形入口，導(dǎo)流筒2安裝在該階梯形入口內(nèi)，導(dǎo)流筒2為上大下小的圓錐形筒體，加熱器5安裝在爐體內(nèi)，并電極 7與外部電源連接；石墨鍋4位于加熱器5內(nèi)，導(dǎo)流筒2出口位于石墨鍋4入口正上方。通過使用炭纖維材料制成的上蓋、導(dǎo)流筒、保溫筒和下保溫蓋可以使單晶爐中的熔硅和晶體具有較好的縱向溫度梯度，利于提高單晶硅晶體生長的成品率，相對于現(xiàn)有的單晶爐可節(jié)能30%至45%，而且炭氈制成的保溫層進(jìn)一步提高了保溫性能。[0013]以上所述之實施例只為本實用新型之較佳實施例，并非以此限制本實用新型的實施范圍，故凡依本實用新型之形狀、原理所作的變化，均應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.ー種單晶爐的保溫裝置，其特征在于它包括有由炭纖維材料固化成型的上蓋(I)、導(dǎo)流筒(2)、保溫筒(3)和下保溫蓋(6)，其中，上蓋(I)、保溫筒(3)、下保溫蓋(6)依次組裝形成爐體；上蓋(I)中心部位設(shè)有ー階梯形入ロ，導(dǎo)流筒(2)安裝在該階梯形入口內(nèi)，加熱器(5)安裝在爐體內(nèi)，并電極(7)與外部電源連接；石墨鍋(4)位于加熱器(5)內(nèi)，導(dǎo)流筒(2)出口位于石墨鍋(4)入口正上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種單晶爐的保溫裝置，其特征在于導(dǎo)流筒(2)為上大下小的圓錐形筒體。
專利摘要本實用新型提供一種單晶爐的保溫裝置，它包括有由炭纖維材料固化成型的上蓋、導(dǎo)流筒、保溫筒和下保溫蓋，其中，上蓋、保溫筒、下保溫蓋依次組裝形成爐體；上蓋中心部位設(shè)有一階梯形入口，導(dǎo)流筒安裝在該階梯形入口內(nèi)，加熱器安裝在爐體內(nèi)，并電極與外部電源連接；石墨鍋位于加熱器內(nèi)，導(dǎo)流筒出口位于石墨鍋入口正上方。本方案的熱場系統(tǒng)穩(wěn)定，提高拉晶的成品率；操作方便，利于清理，不需捆氈，利于環(huán)保、減輕工人的勞動強(qiáng)度，一定程度上對客戶的生產(chǎn)提供了便利。
文檔編號C30B15/00GK202808994SQ20122038316
公開日2013年3月20日 申請日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月3日
發(fā)明者趙祥志, 沈鐳, 高廣穎, 李靖靖, 李崇新, 趙峰 申請人:益陽祥瑞科技有限公司