CN105002556A - 一种拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置 - Google Patents

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刘朝轩
史优才
王晨光
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Abstract

一种拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置，涉及人工晶体领域，本发明通过在所述硅芯(4)的结晶区(15)设有冷却机构形成所述的拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置，本发明通过在硅芯的结晶区设置冷却机构，然后在冷却机构内通入冷却介质，将硅芯结晶区的温度降低，加快了硅芯结晶区的结晶速度，大大提高了硅芯的生产效率，在此同时还可以增加硅芯的拉制直径等，本发明具有结构简单，操作方便等特点。

Description

一种拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置
【技术领域】
本发明涉及人工晶体领域，具体涉及一种拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置。
【背景技术】
已知的，硅芯在拉制过程中，籽晶通过籽晶夹头夹持，待高频线圈将原料棒的上端头融化后，籽晶夹头带动籽晶下降直至穿过高频线圈的拉制孔插入原料棒上端的溶液内，然后通过籽晶夹头带动籽晶上升，此时籽晶带动溶液上升并重新结晶，最终形成所需长度的硅芯；而目前本领域技术人员在拉制硅芯时，当籽晶带着融液上升，当融液离开高频线圈的拉制孔后进行自然冷却并重新结晶，此时带动籽晶上升的上轴的提升速度较慢，以拉制直径为的硅芯时，上轴的提升速度为14mm/min，拉制直径为的硅芯时，上轴的提升速度为12mm/min，同时拉制硅芯的直径一般都在之间，而所拉制的硅芯在后期使用时，硅芯的直径越大，其后期在还原炉内的生长速度越快，生产效率越高，那么如果提高硅芯的生产效率和增大硅芯的直径就成了本领域技术人员的长期技术诉求。
【发明内容】
为了实现所述发明目的，本发明提供了一种拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置，本发明通过在硅芯的结晶区设置冷却机构对硅芯的结晶区进行冷却，加快了硅芯结晶区的结晶速度，大大提高了硅芯的生产效率，本发明具有结构简单，操作方便等特点。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置，包括硅芯和冷却机构，在所述硅芯的结晶区设有冷却机构形成所述的拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置。
所述的拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置，所述冷却机构为吹气管，所述吹气管的一端连接冷却源，吹气管的另一端对应硅芯的结晶区。
所述的拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置，所述冷却机构的替换结构为冷却机构包括进气口、冷却环和吹气嘴A，所述冷却环为中空结构，在冷却环上设有至少两个吹气嘴A，所述吹气嘴A的下端对应硅芯的结晶区，在冷却环的外缘面上设有进气口，所述进气口连接冷却源。
所述的拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置，所述冷却环的内缘面上设有吹气嘴B。
所述的拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置，所述冷却环的横向截面形状为方形或圆形或椭圆形或多边形。
所述的拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置，所述冷却环的横向截面形状为方形时在冷却环的上部面或外缘面或下部面设有冷却介质通道，在所述冷却介质通道的上部设有盖板。
所述的拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置，所述盖板通过金属钎焊固定在冷却介质通道内。
所述的拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置，所述冷却机构的另一替换结构为冷却机构包括冷却环、冷却介质出口和冷却介质入口，所述冷却环为中空结构，在冷却环的外缘面上分别设有冷却介质出口和冷却介质入口，在所述冷却介质出口和冷却介质入口之间的冷却介质通道内设有隔板。
所述的拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置，所述冷却源为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气或氡气中的任意一种。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明所述的一种拉制硅芯时提高硅芯结品速度的装置，本发明通过在硅芯的结晶区设置冷却机构，然后在冷却机构内通入冷却介质，将硅芯结晶区的温度降低，加快了硅芯结晶区的结晶速度，大大提高了硅芯的生产效率，在此同时还可以增加硅芯的拉制直径等，本发明具有结构简单，操作方便等特点。
【附图说明】
图1是本发明的应用示意图；
图2是本发明中冷却环的结构示意图；
图3是本发明中冷却环的剖视结构示意图；
图4是本发明中冷却环的另一结构示意图；
图5是本发明中冷却环的另一结构剖视示意图；
图中：1、籽晶夹头；2、籽晶；3、进气口；4、硅芯；5、高频线圈；6、原料棒；7、冷却环；8、吹气嘴A；9、吹气嘴B；10、盖板；11、冷却介质通道；12、冷却介质出口；13、冷却介质入口；14、隔板；15、结晶区。
【具体实施方式】
通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进，本发明并不局限于下面的实施例；
结合附图1～5中所述的一种拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置，包括硅芯4和冷却机构，在所述硅芯4的结晶区15设有冷却机构，所述冷却机构为吹气管，所述吹气管固定在炉体上，吹气管的设置数量根据拉制硅芯5的数量而定，即每个硅芯5的结晶区分别对应一根吹气管，其中吹气管的一端连接冷却源，吹气管的另一端对应硅芯4的结晶区15，吹气管内通入的冷却介质为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气或氡气中的任意一种形成所述的拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置；
进一步，为了更好的实施本发明，本发明所述冷却机构的替换结构为冷却机构包括进气口3、冷却环7和吹气嘴A8，所述冷却环7固定在炉体上，冷却环7的横向截面形状为方形或圆形或椭圆形或多边形，其中冷却环7的横向截面形状设置为方形时在冷却环7的上部面或外缘面或下部面设有冷却介质通道11，在所述冷却介质通道11的上部设有盖板10，所述盖板10通过金属钎焊固定在冷却介质通道11的上部使冷却环7形成中空结构，然后在冷却环7上设有至少两个吹气嘴A8，其中吹气嘴A8的设置数量根据所拉制硅芯5的数量设置，为了使高频线圈中部拉制孔拉制出硅芯4的结晶区15得到冷却，在冷却环7的内缘面上设有吹气嘴B9，所述吹气嘴A8的下端对应硅芯4的结晶区15，在冷却环7的外缘面上设有进气口3，所述进气口3连接冷却源，其中冷却环7内通入的冷却介质为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气或氡气中的任意一种形成所述的拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置；
进一步，为了更好的实施本发明，本发明所述冷却机构的另一替换结构为冷却机构包括冷却环7、冷却介质出口12和冷却介质入口13，所述冷却环7为中空结构，在冷却环7的外缘面上分别设有冷却介质出口12和冷却介质入口13，在所述冷却介质出口12和冷却介质入口13之间的冷却介质通道11内设有隔板14，其中冷却环7内通入的冷却介质为水、氦气、氖气、氩气、氪气、氙气或氡气中的任意一种形成所述的拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置。
本发明在具体实施过程中，以使用硅芯炉拉制硅芯为例，待炉体内的原料棒6上端头融化后，通过控制系统将由籽晶夹头1带动的籽晶2缓缓穿过高频线圈5上的拉制孔并插入到原料棒6上端头的融液，待籽晶2的端头与原料棒6上端头的融液融为一体后，通过控制系统控制将由籽晶夹头1带动的籽晶2缓慢上升，当融液离开高频线圈5上的拉制孔后逐渐开始结晶形成所需的硅芯5，此时通过控制系统开启进气阀门，氩气通过进气口3进入到冷却环7上的冷却介质通道11内，并通过吹气嘴2将气体吹到硅芯5的结晶区15实现对结晶区15的快速冷却，以拉制直径为的硅芯5为例，上轴的提升速度“即硅芯的拉制速度”为14mm/min，拉制直径为的硅芯5，上轴的提升速度为10mm/min，大大提高了晶体的拉制速度，同时由于硅芯5的结晶速度加快，同样还增加了硅芯5的的拉制直径等。
以上内容中未细述部份为现有技术，故未做细述。
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 (9)

1.一种拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置，包括硅芯(4)和冷却机构，其特征是：在所述硅芯(4)的结晶区(15)设有冷却机构形成所述的拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置。
2.根据权利要求1所述的拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置，其特征是：所述冷却机构为吹气管，所述吹气管的一端连接冷却源，吹气管的另一端对应硅芯(4)的结晶区(15)。
3.根据权利要求1所述的拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置，其特征是：所述冷却机构的替换结构为冷却机构包括进气口(3)、冷却环(7)和吹气嘴A(8)，所述冷却环(7)为中空结构，在冷却环(7)上设有至少两个吹气嘴A(8)，所述吹气嘴A(8)的下端对应硅芯(4)的结晶区(15)，在冷却环(7)的外缘面上设有进气口(3)，所述进气口(3)连接冷却源。
4.根据权利要求3所述的拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置，其特征是：所述冷却环(7)的内缘面上设有吹气嘴B(9)。
5.根据权利要求3所述的拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置，其特征是：所述冷却环(7)的横向截面形状为方形或圆形或椭圆形或多边形。
6.根据权利要求5所述的拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置，其特征是：所述冷却环(7)的横向截面形状为方形时在冷却环(7)的上部面或外缘面或下部面设有冷却介质通道(11)，在所述冷却介质通道(11)的上部设有盖板(10)。
7.根据权利要求6所述的拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置，其特征是：所述盖板(10)通过金属钎焊固定在冷却介质通道(11)内。
8.根据权利要求1所述的拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置，其特征是：所述冷却机构的另一替换结构为冷却机构包括冷却环(7)、冷却介质出口(12)和冷却介质入口(13)，所述冷却环(7)为中空结构，在冷却环(7)的外缘面上分别设有冷却介质出口(12)和冷却介质入口(13)，在所述冷却介质出口(12)和冷却介质入口(13)之间的冷却介质通道(11)内设有隔板(14)。
9.根据权利要求2或3任一权利要求所述的拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置，其特征是：所述冷却源为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气或氡气中的任意一种。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106757310A (zh) * 2016-12-19 2017-05-31 洛阳金诺机械工程有限公司 一种硅芯拉制装置
CN113481589A (zh) * 2021-07-08 2021-10-08 牛伟 一种用于使用碎硅料同时拉制多根硅芯的冷却装置
CN114686966A (zh) * 2022-03-21 2022-07-01 郭李梁 一种用于人工晶体炉的晶体冷却装置
WO2023179627A1 (zh) * 2022-03-21 2023-09-28 洛阳长缨新能源科技有限公司 用于同时拉制多根晶体的晶体冷却装置及人工晶体制备设备

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3293001A (en) * 1960-09-20 1966-12-20 Siemens Ag Process and apparatus for producing elongated, particularly tape-shaped semiconductor bodies from a semiconductor melt
CN1163867A (zh) * 1996-01-22 1997-11-05 Memc电子材料有限公司 恰克拉斯基法硅晶体生长系统的快速冷却
CN1225951A (zh) * 1998-02-11 1999-08-18 中国科学院福建物质结构研究所 气冷晶体法生长低温相偏硼酸钡大单晶
JP2001048696A (ja) * 1999-08-06 2001-02-20 Mitsubishi Materials Corp 結晶シリコン製造装置
CN1406291A (zh) * 2000-12-28 2003-03-26 信越半导体株式会社 单晶生长方法及单晶生长装置
CN2592657Y (zh) * 2002-04-29 2003-12-17 中国科技开发院浙江分院 控制高温结晶炉内熔硅结晶速度的水冷却装置
CN1782141A (zh) * 2001-06-28 2006-06-07 三星电子株式会社 直拉法拉晶设备
CN201024230Y (zh) * 2007-02-13 2008-02-20 刘朝轩 一种一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高频线圈
CN101469444A (zh) * 2007-12-25 2009-07-01 三菱麻铁里亚尔株式会社 单结晶硅制造装置
CN101519797A (zh) * 2009-01-20 2009-09-02 刘朝轩 晶体碎料拉制硅芯的方法及实施该方法的一种装置
CN101548031A (zh) * 2006-09-01 2009-09-30 欧米帝克公司 晶体制造
CN102691097A (zh) * 2011-03-22 2012-09-26 洛阳金诺机械工程有限公司 外开口同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构
CN102912428A (zh) * 2012-10-13 2013-02-06 洛阳金诺机械工程有限公司 一种宝石晶体的拉制装置及其方法
WO2011099680A9 (en) * 2010-02-12 2013-06-06 Lg Siltron Inc. Single crystal cooler and single crystal grower including the same

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3293001A (en) * 1960-09-20 1966-12-20 Siemens Ag Process and apparatus for producing elongated, particularly tape-shaped semiconductor bodies from a semiconductor melt
CN1163867A (zh) * 1996-01-22 1997-11-05 Memc电子材料有限公司 恰克拉斯基法硅晶体生长系统的快速冷却
CN1225951A (zh) * 1998-02-11 1999-08-18 中国科学院福建物质结构研究所 气冷晶体法生长低温相偏硼酸钡大单晶
JP2001048696A (ja) * 1999-08-06 2001-02-20 Mitsubishi Materials Corp 結晶シリコン製造装置
CN1406291A (zh) * 2000-12-28 2003-03-26 信越半导体株式会社 单晶生长方法及单晶生长装置
CN1782141A (zh) * 2001-06-28 2006-06-07 三星电子株式会社 直拉法拉晶设备
CN2592657Y (zh) * 2002-04-29 2003-12-17 中国科技开发院浙江分院 控制高温结晶炉内熔硅结晶速度的水冷却装置
CN101548031A (zh) * 2006-09-01 2009-09-30 欧米帝克公司 晶体制造
CN201024230Y (zh) * 2007-02-13 2008-02-20 刘朝轩 一种一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高频线圈
CN101469444A (zh) * 2007-12-25 2009-07-01 三菱麻铁里亚尔株式会社 单结晶硅制造装置
CN101519797A (zh) * 2009-01-20 2009-09-02 刘朝轩 晶体碎料拉制硅芯的方法及实施该方法的一种装置
WO2011099680A9 (en) * 2010-02-12 2013-06-06 Lg Siltron Inc. Single crystal cooler and single crystal grower including the same
CN102691097A (zh) * 2011-03-22 2012-09-26 洛阳金诺机械工程有限公司 外开口同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构
CN102912428A (zh) * 2012-10-13 2013-02-06 洛阳金诺机械工程有限公司 一种宝石晶体的拉制装置及其方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106757310A (zh) * 2016-12-19 2017-05-31 洛阳金诺机械工程有限公司 一种硅芯拉制装置
CN113481589A (zh) * 2021-07-08 2021-10-08 牛伟 一种用于使用碎硅料同时拉制多根硅芯的冷却装置
CN114686966A (zh) * 2022-03-21 2022-07-01 郭李梁 一种用于人工晶体炉的晶体冷却装置
WO2023179627A1 (zh) * 2022-03-21 2023-09-28 洛阳长缨新能源科技有限公司 用于同时拉制多根晶体的晶体冷却装置及人工晶体制备设备

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