CN103993349A - 一种使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈 - Google Patents

Abstract

一种使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈，涉及高频线圈技术领域，本发明通过在高频线圈(2)的中部设置拉制孔(5)，在所述拉制孔向外呈放射状设置导流槽(4)，可以迫使电流往高频线圈拉制孔以外的地方分流，进而克服电流走近路造成线圈中部温度高外围温度的低的弊端，进一步，本发明还通过在导流槽与开口之间设置分流槽(10)，在提高分流电流的同时，还可以迫使电流朝拉制孔处流动，进而保证拉制孔的温度不会过低等，本发明大大提高了能量利用率，降低生产成本、大量节约能源等优点，易于在区熔法生产单晶硅行业推广实施。

Description

一种使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈

【技术领域】

本发明涉及高频线圈技术领域，尤其涉及一种用于拉制单晶硅棒的高频线圈，具体涉及一种使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈。

【背景技术】

已知的，单晶硅作为一种半导体材料被广泛应用于半导体器件和太阳能电池等领域，因此，单晶硅的需求量极大，而采用区熔法拉制单晶硅是获取单晶硅的一种重要方法；在采用区熔法拉制单晶硅的过程中，通过高频线圈对设置在高频线圈上方的原料棒进行加热，待原料棒的端头熔化后，设置在高频线圈下方的下轴升降系统带动籽晶上升，然后籽晶穿过高频线圈中部的拉制孔5插入原料棒的熔液内，待籽晶的端头熔化且与原料棒端头的熔液融为一体后，缓慢下降下轴升降系统，使下轴升降系统带动籽晶下降，此时由籽晶带动的熔液与籽晶一并下降，当熔液逐渐脱离高频线圈的拉制孔5后开始重新结晶，此时原料棒同时下降，以保证有充足的熔液，而随籽晶重新结晶形成的新的晶体便是所需的单晶硅棒；如图1所示，现有区熔拉制单晶棒采用的高频线圈是在高频线圈2的中部设置一个圆形拉制孔5，当高频线圈对原料棒进行加热时，由于电流走近路的原理，大部分的电流都会沿着中部的拉制孔5运行，而拉制孔5周边就只会有很少的电流通过，此时高频线圈2中部拉制孔5处的温度相对最高，而拉制孔5周边至高频线圈的边缘温度是逐渐降低，因此，现有结构的高频线圈在对原料棒加热时，是先对原料棒的中部进行加热，在不断增大加热功率的同时，原料棒的中部通过热传导和热辐射将温度逐渐传递到原料棒的外围，进而实现对整个原料棒进行加热直至熔化，这样大大延长了原料棒的加热时间，进而降低了生产效率，增加了生产成本等。

【发明内容】

鉴于背景技术中存在的不足，本发明公开了一种使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈，本发明通过在拉制孔向外呈放射状设置导流槽，可以迫使电流往高频线圈拉制孔以外的地方分流，进而克服电流走近路造成线圈中部温度高外围温度的低的弊端，同时在导流槽与开口之间设置分流槽，在提高分流电流的同时，还可以迫使电流朝拉制孔处流动，进而保证拉制孔的温度不会过低等，本发明大大提高了能量利用率，降低生产成本等。

为了实现上述发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈，包括高频线圈和连接座，在高频线圈的上部面中部设有向下的环形台阶，在高频线圈的下部面中部设有向上凹陷面，在高频线圈的外部环绕设置冷却介质通路，所述冷却介质通路的两端分别连接连接座，在两连接座之间的高频线圈上设有自高频线圈外缘贯通至拉制孔的开口，所述拉制孔设置在高频线圈的中部，在拉制孔向外呈放射状设有至少两个导流槽，在所述导流槽与导流槽之间的高频线圈上设有分流槽形成所述的使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈。

所述的使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈，所述导流槽与开口之间设有分流槽，所述分流槽的一端或两端设有端孔。

所述的使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈，所述开口设置为直开口或“U”形开口或“V”形开口或“》”形开口或斜开口。

所述的使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈，所述导流槽的外端头分别设有端孔。

所述的使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈，所述端孔的形状为半圆形或圆形或多角形。

所述的使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈，所述进水管路和出水管路的通孔穿过连接座，在所述连接座的进水管路和出水管路的通孔上下两侧分别设有安装孔。

所述的使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈，所述连接座为多角形连接座或双半圆形连接座或椭圆形连接座。

所述的使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈，所述在高频线圈外部环绕设置的冷却介质通路的结构为：在高频线圈的外部上环面或外部下环面或外缘面开槽，将所述冷却介质通路环埋在高频线圈内；或在高频线圈的外缘面通过钎焊或铜焊或银焊焊接冷却介质通路，使冷却介质通路与高频线圈形成一体。

所述的使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈，所述冷却介质通路的另一替换结构为，在高频线圈的外缘面开槽，然后直接利用管道封闭所述槽，由所述槽形成冷却介质通路。

所述的使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈，所述高频线圈的外部设有地线连接机构，所述地线连接机构为在高频线圈的外部上环面或下环面或外缘面设有接线板，或在高频线圈的外部上环面或下环面或外缘打孔通过螺丝连接地线形成地线连接机构。

由于采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明所述的一种使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈，本发明通过在拉制孔向外呈放射状设置导流槽，可以迫使电流往高频线圈拉制孔以外的地方分流，进而克服电流走近路造成线圈中部温度高外围温度的低的弊端，同时本发明还通过在导流槽与开口之间设置分流槽，在提高分流电流的同时，还可以迫使电流朝拉制孔处流动，进而保证拉制孔的温度不会过低等，本发明大大提高了能量利用率，降低生产成本、大量节约能源等优点，易于在区熔法生产单晶硅行业推广实施。

【附图说明】

图1是现有结构高频线圈的电流流向示意图；

图2是本发明的立体结构示意图；

图3是本发明的结构示意图；

图4是本发明的电流流向示意图；

图5是本发明的开口设置为斜开口的结构示意图；

图6是本发明的开口设置为垂直开口结构示意图；

图7是本发明的开口设置为“V”形开口结构示意图；

图8是本发明的开口设置为“U”形开口结构示意图；

图9是本发明的开口设置为“》”形开口结构示意图；

图10是本发明的连接座长方形直立结构示意图；

图11是本发明的连接座长方形平躺结构示意图；

图12是本发明的连接座双半圆立体结构示意图；

图13是本发明的导流槽外端设置为方形端孔结构示意图；

图14是本发明的导流槽外端设置为半圆形端孔结构示意图；

图15是本发明的导流槽外端设置为菱形端孔结构示意图；

图16是本发明的导流槽外端设置为圆形端孔结构示意图；

图17是本发明的导流槽外端设置为椭圆形端孔结构示意图；

图18是本发明的导流槽外端设置为三角形端孔结构示意图；

在图中：1、地线连接板；2、高频线圈；3、环形台阶；4、导流槽；5、拉制孔；6、开口；7、进水管路；8、连接座；9、出水管路；10、分流槽；11、向上凹陷面；12、冷却介质通路；13、安装孔；14、端孔。

【具体实施方式】

参考下面的实施例，可以更详细地解释本发明；但是，本发明并不局限于这些实施例。

结合附图2～18，本发明所述的一种使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈，包括高频线圈2、连接座8和地线连接机构，在高频线圈2的上部面中部设有向下的环形台阶3，在高频线圈2的下部面中部设有向上凹陷面11，在高频线圈2的外部环绕设置冷却介质通路12，其中所述在高频线圈2外部环绕设置的冷却介质通路12的结构为：在高频线圈2的外部上环面或外部下环面或外缘面开槽，将所述冷却介质通路12环埋在高频线圈2内；或在高频线圈2的外缘面通过钎焊或铜焊或银焊焊接冷却介质通路12，使冷却介质通路12与高频线圈2形成一体；本发明在具体实施过程中，冷却介质通路12的另一替换结构为，在高频线圈2的外缘面开槽，然后直接利用管道封闭所述槽，由所述槽形成冷却介质通路12；所述冷却介质通路12的两端分别连接连接座8，在两连接座8之间的高频线圈2上设有自高频线圈2外缘贯通至拉制孔5的开口6，或所述冷却介质通路12的两端分别形成进水管路7和出水管路9，所述进水管路7和出水管路9外端分别设有连接座8，在进水管路7和出水管路9之间的高频线圈2上设有自高频线圈2外缘贯通至拉制孔5的开口6，所述拉制孔5设置在高频线圈2的中部，在拉制孔5向外呈放射状设有至少两个导流槽4，在所述导流槽4与导流槽4之间的高频线圈2上设有分流槽10，进一步，为了提高电流的分流效果，在导流槽4与开口6之间的高频线圈2上设置分流槽10，所述分流槽10的一端或两端分别设有端孔14，其中分流槽的形状为直线型或椭圆形或梯形或T型或波浪形或异型，然后在导流槽4的外端头分别设有端孔14，所述端孔14的形状为半圆形或圆形或多角形，在高频线圈2的外部设有地线连接机构形成所述的使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈，所述地线连接机构为在高频线圈2的外部上环面或下环面或外缘面设有接线板1，或在高频线圈2的外部上环面或下环面或外缘打孔通过螺丝连接地线形成地线连接机构。

其中附图5、6、7、8、9中给出的结构，所述开口6设置为直开口或“U”形开口或“V”形开口或“》”形开口或斜开口。

其中附图10、11、12中给出的连接座8的结构，所述进水管路7和出水管路9的通孔穿过连接座8，在所述连接座8的进水管路7和出水管路9的通孔上下两侧分别设有安装孔13，所述连接座8为多角形连接座8或双半圆形连接座8或椭圆形连接座8。

本发明的具体实施例为：

在高频线圈2的上部面中部设有向下的环形台阶3，在高频线圈2的下部面中部设有向上凹陷面11，在高频线圈2的外部环绕设置冷却介质通路12，所述冷却介质通路12的两端分别形成进水管路7和出水管路9，所述进水管路7和出水管路9外端分别设有连接座8，在进水管路7和出水管路9之间的高频线圈2上设有自高频线圈2外缘贯通至拉制孔5的开口6，所述拉制孔5设置在高频线圈2的中部，在拉制孔5向外呈放射状设有五个导流槽4，然后在每两个导流槽4之间以及导流槽4与开口6之间分别设置一个分流槽10，然后在导流槽4的外端头和分流槽10的两端分别设有半圆形端孔14，在高频线圈2的外部设有地线连接机构形成所述的用于拉制单晶硅棒的高频线圈。

本发明在实际使用时，其中导流槽4可以将电流分流至拉制孔5的外围，使整个高频线圈2对原料棒进行加热，克服了现有高频线圈结构因电流走近路导致的拉制孔4外围温度低的弊端，进而提高高频线圈对原料棒的加热效率，进一步，本发明为了保证拉制孔5的温度，在每两个导流槽4之间设置分流槽10，迫使电流往拉制孔5处流动等。

本发明未详述部分为现有技术。

为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (10)

1.一种使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈，包括高频线圈(2)和连接座(8)，其特征是：在高频线圈(2)的上部面中部设有向下的环形台阶(3)，在高频线圈(2)的下部面中部设有向上凹陷面(11)，在高频线圈(2)的外部环绕设置冷却介质通路(12)，所述冷却介质通路(12)的两端分别连接连接座(8)，在两连接座(8)之间的高频线圈(2)上设有自高频线圈(2)外缘贯通至拉制孔(5)的开口(6)，所述拉制孔(5)设置在高频线圈(2)的中部，在拉制孔(5)向外呈放射状设有至少两个导流槽(4)，在所述导流槽(4)与导流槽(4)之间的高频线圈(2)上设有分流槽(10)形成所述的使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈。

2.如权利要求1所述的使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈，其特征是：所述导流槽(4)与开口(6)之间设有分流槽(10)，所述分流槽(10)的一端或两端设有端孔(14)。

3.如权利要求1所述的使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈，其特征是：所述开口(6)设置为直开口或“U”形开口或“V”形开口或“》”形开口或斜开口。

4.如权利要求1所述的使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈，其特征是：所述导流槽(4)的外端头分别设有端孔(14)。

5.如权利要求2或4任一权利要求所述的使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈，其特征是：所述端孔(14)的形状为半圆形或圆形或多角形。

6.如权利要求1所述的使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈，其特征是：所述进水管路(7)和出水管路(9)的通孔穿过连接座(8)，在所述连接座(8)的进水管路(7)和出水管路(9)的通孔上下两侧分别设有安装孔(13)。

7.如权利要求1所述的使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈，其特征是：所述连接座(8)为多角形连接座(8)或双半圆形连接座(8)或椭圆形连接座(8)。

8.如权利要求1所述的使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈，其特征是：所述在高频线圈(2)外部环绕设置的冷却介质通路(12)的结构为：在高频线圈(2)的外部上环面或外部下环面或外缘面开槽，将所述冷却介质通路(12)环埋在高频线圈(2)内；或在高频线圈(2)的外缘面通过钎焊或铜焊或银焊焊接冷却介质通路(12)，使冷却介质通路(12)与高频线圈(2)形成一体。

9.如权利要求1所述的使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈，其特征是：所述冷却介质通路(12)的另一替换结构为，在高频线圈(2)的外缘面开槽，然后直接利用管道封闭所述槽，由所述槽形成冷却介质通路(12)。

10.权利要求1所述的使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈，其特征是：所述高频线圈(2)的外部设有地线连接机构，所述地线连接机构为在高频线圈(2)的外部上环面或下环面或外缘面设有接线板(1)，或在高频线圈(2)的外部上环面或下环面或外缘打孔通过螺丝连接地线形成地线连接机构。