CN102286775A - 能够快速换料的单晶炉及单晶炉快速换料方法 - Google Patents

Abstract

一种能够快速换料的单晶炉，包括石墨加热器、保温桶、中炉体、热场石墨件、支撑块、下炉体、中轴、石墨托、石墨坩埚、石英坩埚、坩埚升降机构、中炉体升降机构。坩埚升降机构及石墨加热器装设在下炉体内，且坩埚升降机构位于石墨加热器的下方。中轴安装在坩埚升降机构的坩埚轴上。石墨托安装在中轴的上端，石墨坩埚放在石墨托上，石英坩埚装在石墨坩埚内。中炉体安装在下炉体上，且在中炉体的内壁上装有支撑块。中炉体还与中炉体升降机构连接，中炉体升降机构用于带动中炉体上升、下降。保温桶安装在中炉体里面，且与支撑块接触。热场石墨件安装在保温桶的上端，且罩在石墨加热器上。本发明还提供一种单晶炉快速换料方法。

Description

能够快速换料的单晶炉及单晶炉快速换料方法

技术领域：

本发明涉及单晶硅生产设备技术领域，特别涉及一种能够快速换料的单晶炉及单晶炉快速换料方法。

背景技术：

单晶炉是多晶硅转化为单晶硅工艺过程的必备设备，而单晶硅又是光伏发电和半导体行业的基础原料。单晶硅作为现代信息社会的关键支撑材料，是目前世界上最重要的单晶材料之一，它不仅是发展计算机与集成电路的主要功能材料，也是光伏发电利用太阳能的主要功能材料。

现有的单晶炉换料工艺都是采用人工拆卸保温筒及热场石墨件，将石英坩埚装完硅料后再放入热场石墨坩埚，容易造成热场石墨件损坏、热场装配时间长、工作强度大等现象。

发明内容：

有鉴于此，有必要提供一种能够减少装料时间、降低操作工的工作强度的能够快速换料的单晶炉。

还有必要提供一种能偶减少装料时间、降低操作工的工作强度的单晶炉快速换料方法。

一种能够快速换料的单晶炉，包括石墨加热器、保温桶、中炉体、热场石墨件、支撑块、下炉体、中轴、石墨托、石墨坩埚、石英坩埚、坩埚升降机构、中炉体升降机构。坩埚升降机构及石墨加热器装设在下炉体内，且坩埚升降机构位于石墨加热器的下方。中轴安装在坩埚升降机构的坩埚轴上，且在坩埚升降机构的推动下在石墨加热器内并沿石墨加热器轴向上下运动。石墨托、石墨坩埚、石英坩埚设置在石墨加热器内，且石墨托安装在中轴的上端，石墨坩埚放在石墨托上，石英坩埚装在石墨坩埚内，硅料装在石英坩埚内。中炉体安装在下炉体上，且在中炉体的内壁上装有支撑块。中炉体还与中炉体升降机构连接，中炉体升降机构用于带动中炉体上升、下降。保温桶安装在中炉体里面，且与支撑块接触。热场石墨件安装在保温桶的上端，且安装有热场石墨件的保温桶罩在石墨加热器上。

一种单晶炉快速换料方法，该单晶炉快速换料方法应用于包括石墨加热器、保温桶、中炉体、热场石墨件、支撑块、下炉体、中轴、石墨托、石墨坩埚、石英坩埚、坩埚升降机构、中炉体升降机构的单晶炉中，该单晶炉快速换料方法以下步骤：

利用中炉体升降机构提升中炉体，以使中炉体与下炉体脱离；

利用坩埚升降机构推动中轴上升，从而使石墨托、石墨坩埚、石英坩埚整体上升到达限位；

利用叉车将石墨托、石墨坩埚、石英坩埚整体从中轴上取下后装入硅料；

利用叉车将装有硅料的石墨托、石墨坩埚、石英坩埚整体放置到中轴上；

利用坩埚升降机构使中轴下降，从而使装有硅料的石墨托、石墨坩埚、石英坩埚整体返回到石墨加热器内；

利用中炉体升降机构带动中炉体下降，以使中炉体与下炉体对接，从而完成装料操作。

利用本发明的能够快速换料的单晶炉及单晶炉快速换料方法进行单晶硅生产时，使用炉体升降机构、坩埚升降机构完成中炉体、石墨托、石墨坩埚、石英坩埚整体的移动及使用叉车来运送石墨托、石墨坩埚、石英坩埚整体，从而完成装料操作。如此无需人工拆卸及移动保温筒、热场石墨件，从而能够减少装料时间，并降低操作工的工作强度。

附图说明：

附图1是一较佳实施方式的能够快速换料的单晶炉的结构示意图。

附图2是图1中的能够快速换料的单晶炉的L-L向的剖面结构示意图。

附图3是图1中的能够快速换料的单晶炉的应用结构示意图。

附图4是一较佳实施方式的单晶炉快速换料方法流程图。

图中：能够快速换料的单晶炉10、石墨加热器100、保温桶101、中炉体102、热场石墨件103、支撑块104、下炉体105、中轴106、石墨托107、石墨坩埚108、石英坩埚109、坩埚升降机构11、坩埚轴111、中炉体升降机构12、硅料20、单晶炉快速换料方法S301～S306

具体实施方式：

请参看图1及图2，能够快速换料的单晶炉10包括石墨加热器100、保温桶101、中炉体102、热场石墨件103、支撑块104、下炉体105、中轴106、石墨托107、石墨坩埚108、石英坩埚109、坩埚升降机构11、中炉体升降机构12。

坩埚升降机构11及石墨加热器100装设在下炉体105内，且坩埚升降机构11位于石墨加热器100的下方，其中石墨加热器100为圆筒形。

中轴106安装在坩埚升降机构11的坩埚轴111上，且在坩埚升降机构11的推动下在石墨加热器100内并沿石墨加热器100轴向上下运动。

石墨托107、石墨坩埚108、石英坩埚109设置在石墨加热器100内，且石墨托107安装在中轴106的上端，石墨坩埚108放在石墨托107上，石英坩埚109装在石墨坩埚108内，硅料装在石英坩埚109内。

中炉体102安装在下炉体105上，且在中炉体102的内壁上装有支撑块104。支撑块104通过螺钉固定在中炉体102内壁上。中炉体102还与中炉体升降机构12连接，中炉体升降机构12用于带动中炉体102上升、下降，以使中炉体102脱离下炉体105、与下炉体105对接。

保温桶101安装在中炉体102里面，且与支撑块104接触，如此通过支撑块104的支撑来将保温桶101固定在中炉体102内。热场石墨件103安装在保温桶101的上端，且安装有热场石墨件103的保温桶101罩在石墨加热器100上。

在装料时，请同时参看图3，利用中炉体升降机构12提升中炉体102，以使中炉体102与下炉体105脱离；然后利用坩埚升降机构11推动中轴106上升，从而使石墨托107、石墨坩埚108、石英坩埚109整体上升到达限位；接着利用叉车20将石墨托107、石墨坩埚108、石英坩埚109整体从中轴106上取下后装入硅料；再利用叉车将装有硅料的石墨托107、石墨坩埚108、石英坩埚109整体放置到中轴106上，及利用坩埚升降机构11使中轴106下降，从而使装有硅料的石墨托107、石墨坩埚108、石英坩埚109整体返回到石墨加热器100内；最后利用中炉体升降机构12带动中炉体102下降，以使中炉体102与下炉体105对接，从而完成装料操作。由于在装料过程中，使用炉体升降机构12、坩埚升降机构11完成中炉体102、石墨托107、石墨坩埚108、石英坩埚109整体的移动及使用叉车20来运送石墨托107、石墨坩埚108、石英坩埚109整体，无需人工拆卸及移动保温筒、热场石墨件，从而能够减少装料时间，并降低操作工的工作强度。

请参看图4所示的单晶炉快速换料方法流程图，该单晶炉快速换料方法应用于包括石墨加热器、保温桶、中炉体、热场石墨件、支撑块、下炉体、中轴、石墨托、石墨坩埚、石英坩埚、坩埚升降机构、中炉体升降机构的单晶炉中，该单晶炉快速换料方法以下步骤：

步骤S301，利用中炉体升降机构提升中炉体，以使中炉体与下炉体脱离。

步骤S302，利用坩埚升降机构推动中轴上升，从而使石墨托、石墨坩埚、石英坩埚整体上升到达限位。

步骤S303，利用叉车将石墨托、石墨坩埚、石英坩埚整体从中轴上取下后装入硅料。

步骤S304，利用叉车将装有硅料的石墨托、石墨坩埚、石英坩埚整体放置到中轴上。

步骤S305，利用坩埚升降机构使中轴下降，从而使装有硅料的石墨托、石墨坩埚、石英坩埚整体返回到石墨加热器内。

步骤S306，利用中炉体升降机构带动中炉体下降，以使中炉体与下炉体对接，从而完成装料操作。

利用本发明的能够快速换料的单晶炉10及单晶炉快速换料方法进行单晶硅生产时，使用炉体升降机构12、坩埚升降机构11完成中炉体102、石墨托107、石墨坩埚108、石英坩埚109整体的移动及使用叉车20来运送石墨托107、石墨坩埚108、石英坩埚109整体，从而完成装料操作。如此无需人工拆卸及移动保温筒、热场石墨件，从而能够减少装料时间，并降低操作工的工作强度。

Claims (5)

1.一种能够快速换料的单晶炉，其特征在于：包括石墨加热器、保温桶、中炉体、热场石墨件、支撑块、下炉体、中轴、石墨托、石墨坩埚、石英坩埚、坩埚升降机构、中炉体升降机构；

坩埚升降机构及石墨加热器装设在下炉体内，且坩埚升降机构位于石墨加热器的下方；

中轴安装在坩埚升降机构的坩埚轴上，且在坩埚升降机构的推动下在石墨加热器内并沿石墨加热器轴向上下运动；

石墨托、石墨坩埚、石英坩埚设置在石墨加热器内，且石墨托安装在中轴的上端，石墨坩埚放在石墨托上，石英坩埚装在石墨坩埚内，硅料装在石英坩埚内；

中炉体安装在下炉体上，且在中炉体的内壁上装有支撑块，中炉体还与中炉体升降机构连接，中炉体升降机构用于带动中炉体上升、下降；

保温桶安装在中炉体里面，且与支撑块接触；

热场石墨件安装在保温桶的上端，且安装有热场石墨件的保温桶罩在石墨加热器上。

2.根据权利要求1所述的能够快速换料的单晶炉，其特征在于：支撑块通过螺钉固定在中炉体内壁上。

3.根据权利要求1所述的能够快速换料的单晶炉，其特征在于：石墨加热器为圆筒形。

4.一种单晶炉快速换料方法，该单晶炉快速换料方法应用于包括石墨加热器、保温桶、中炉体、热场石墨件、支撑块、下炉体、中轴、石墨托、石墨坩埚、石英坩埚、坩埚升降机构、中炉体升降机构的单晶炉中，该单晶炉快速换料方法以下步骤：

利用中炉体升降机构提升中炉体，以使中炉体与下炉体脱离；

利用坩埚升降机构推动中轴上升，从而使石墨托、石墨坩埚、石英坩埚整体上升到达限位；

利用叉车将石墨托、石墨坩埚、石英坩埚整体从中轴上取下后装入硅料；

利用叉车将装有硅料的石墨托、石墨坩埚、石英坩埚整体放置到中轴上；

利用坩埚升降机构使中轴下降，从而使装有硅料的石墨托、石墨坩埚、石英坩埚整体返回到石墨加热器内；

利用中炉体升降机构带动中炉体下降，以使中炉体与下炉体对接，从而完成装料操作。

5.根据权利要求4所述的单晶炉快速换料方法，其特征在于：支撑块通过螺钉固定在中炉体内壁上。

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