CN107299390A - 一种带缓冲夹层的硅料加热埚 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带缓冲夹层的硅料加热埚，属于单晶硅生产技术领域。其包括保护埚和石英埚，石英埚嵌套在保护埚内，保护埚为一体化结构，石英埚和保护埚之间在侧壁位置处和底部位置处均具有间隙，间隙内填充有缓冲砂。本发明中保护埚为一体化结构，可以防止硅蒸气进入保护埚内，提高保护埚的使用寿命，并且，保护埚和石英埚并非直接接触，而是在两埚的间隙中填充有缓冲砂，缓冲砂可以吸收石英埚的膨胀力，对保护埚起到保护的作用。
Description
技术领域
本发明涉及单晶硅生产技术领域，特别是指一种带缓冲夹层的硅料加热埚。
背景技术
在直拉单晶硅的生产中，特别是大直径单晶硅的生产中，大部分采用分瓣的石墨埚，这样才能避免石墨埚在生产中发生断裂而造成的闷炉事故。
但是石墨埚开瓣后也存在一些问题，一是其开瓣处存在间隙，造成硅蒸气进入埚内，影响石墨埚的寿命；二是石墨埚每一瓣都已不再是完整的圆形结构，使得石墨埚在生产中容易断裂。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种带缓冲夹层的硅料加热埚，其能够有效保护加热埚中的外层保护埚，提高保护埚的使用寿命。
基于上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种带缓冲夹层的硅料加热埚，包括保护埚和石英埚，石英埚嵌套在保护埚内，保护埚为一体化结构，石英埚和保护埚之间在侧壁位置处和底部位置处均具有间隙，间隙内填充有缓冲砂。
可选的，保护埚和石英埚之间设有使石英埚悬在保护埚内的支撑结构，支撑结构位于保护埚和石英埚的埚口位置处。
可选的，石英埚的埚沿处设有至少两个向埚外延伸的、用于将石英埚架在保护埚的埚口处的第一挡瓣，第一挡瓣将石英埚的埚口外径扩展为第一直径，第一挡瓣为支撑结构的组成部分之一，相邻两个第一挡瓣之间具有用于向间隙内填充缓冲砂的空隙。
可选的，支撑结构还包括位于保护埚埚口处的、向保护埚埚内延伸的第二挡瓣，第二挡瓣将保护埚的埚口内径缩小为第二直径，第一直径大于第二直径。
可选的，第二挡瓣直接设置在保护埚的埚沿上，且与保护埚为一体化结构。
可选的，第二挡瓣设置在一个定位圈的圈壁顶部，定位圈套在保护埚的埚口处并通过第二挡瓣挂在保护埚的埚沿上。
可选的，所有第一挡瓣沿圆周均匀分布，第二挡瓣与第一挡瓣个数相同且位置对应。
可选的，所有第一挡瓣的尺寸均相同，所有第二挡瓣的尺寸均相同，相邻两个第一挡瓣之间的空隙大于第二挡瓣的尺寸，第一直径小于保护埚的埚口内径。
可选的，缓冲砂为石英砂。
可选的，定位圈由彼此分离的多个弧形分段组成。
从上面的叙述可以看出，本发明技术方案的有益效果在于：
1、本发明的保护埚为一体化结构，不同于现有技术中的分瓣埚，可以防止硅蒸气进入保护埚内，提高保护埚的使用寿命。
2、本发明中保护埚和石英埚并非直接接触，而是在两埚的间隙中填充有缓冲砂，缓冲砂可以吸收石英埚的膨胀力，对保护埚起到保护的作用。
附图说明
为了更加清楚地描述本专利，下面提供一幅或多幅附图，这些附图旨在对本专利的背景技术、技术原理和/或某些具体实施方案做出辅助说明。需要注意的是，这些附图可以给出也可以不给出一些在本专利文字部分已有描述且属于本领域普通技术人员公知常识的具体细节；并且，因为本领域的普通技术人员完全可以结合本专利已公开的文字内容和/或附图内容，在不付出任何创造性劳动的情况下设计出更多的附图，因此下面这些附图可以涵盖也可以不涵盖本专利文字部分所叙述的所有技术方案。此外，这些附图的具体内涵需要结合本专利的文字内容予以确定，当本专利的文字内容与这些附图中的某个明显结构不相符时，需要结合本领域的公知常识以及本专利其他部分的叙述来综合判断到底是本专利的文字部分存在笔误，还是附图中存在绘制错误。特别地，以下附图均为示例性质的图片，并非旨在暗示本专利的保护范围，本领域的普通技术人员通过参考本专利所公开的文字内容和/或附图内容，可以在不付出任何创造性劳动的情况下设计出更多的附图，这些新附图所代表的技术方案依然在本专利的保护范围之内。
图1是本发明实施例的一种结构示意图；
图2是本发明实施例的另一种结构示意图；
图3是本发明实施例的又一种结构示意图；
图4是图3中定位圈的一种结构示意图；
图5是图3中定位圈的另一种结构示意图；
图6是第一挡瓣和第二挡瓣的结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员对本专利技术方案的理解，同时，为了使本专利的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，并使权利要求书的保护范围得到充分支持，下面以具体案例的形式对本专利的技术方案做出进一步的、更详细的说明。
如图1所示，一种带缓冲夹层的硅料加热埚，包括保护埚2和石英埚1，石英埚1嵌套在保护埚2内，保护埚2为一体化结构，石英埚1和保护埚2之间在侧壁位置处和底部位置处均具有间隙3，间隙内填充有缓冲砂。
缓冲砂可以吸收石英埚膨胀时的对外作用力，从而对保护埚起到保护的作用。
可选的，保护埚和石英埚之间设有使石英埚悬在保护埚内的支撑结构，支撑结构位于保护埚和石英埚的埚口位置处。
可选的，如图2所示，石英埚1的埚沿处设有至少两个向埚外延伸的、用于将石英埚1架在保护埚2的埚口处的第一挡瓣11，第一挡瓣11将石英埚1的埚口外径扩展为第一直径，第一挡瓣11为支撑结构的组成部分之一，相邻两个第一挡瓣之间具有用于向间隙3内填充缓冲砂的空隙。
可选的，仍见图2，支撑结构还包括位于保护埚2埚口处的、向保护埚2埚内延伸的第二挡瓣21，第二挡瓣21将保护埚2的埚口内径缩小为第二直径，第一直径大于第二直径，因此，第二挡瓣21可以叠压在第一挡瓣11上。显然，石英埚1的埚体外径必然小于第二直径。
此外，显而易见的，即使保护埚2的埚口处不设置第二挡瓣21，第一挡瓣11也可以直接放置在保护埚2的埚沿上。此时，第一直径必然大于保护埚的埚口内径。
可选的，第二挡瓣直接设置在保护埚的埚沿上，且与保护埚为一体化结构。
或者，如图3所示，第二挡瓣也可以设置在一个定位圈4的圈壁顶部，定位圈4套在保护埚2的埚口处，并通过第二挡瓣挂在保护埚2的埚沿上。在该例中，支撑结构实际是由定位圈4和第一挡瓣构成的。
图4和图5是图3中定位圈4的两种结构示意图，可以看到第二挡瓣41既可以凸出于定位圈4的圈顶，也可以与圈顶相平齐。
可选的，所有第一挡瓣沿圆周均匀分布，第二挡瓣与第一挡瓣个数相同且位置对应。
如图6所示，第一挡瓣11和第二挡瓣21均共有4个，所有第一挡瓣11的尺寸均相同，所有第二挡瓣21的尺寸均相同，第一挡瓣11和第二挡瓣21均沿圆周均匀分布，相邻两个第一挡瓣11之间的空隙大于第二挡瓣21的尺寸(因此相邻两个第二挡瓣21之间的空隙也必然大于第一挡瓣11的尺寸)，第一直径小于保护埚的埚口内径。
这种结构的好处在于，通过支撑结构可以将石英埚悬在保护埚内，然后通过挡瓣之间的空隙向石英埚和保护埚的间隙中灌注缓冲砂，灌注完成后，通过旋转石英埚，可以使第一挡瓣和第二挡瓣错开，从而取出定位圈(假设第二挡瓣位于定位圈上)，并使石英埚向保护埚内坐实。
此外，定位圈可以由彼此分离的多个弧形分段组成。这样，灌注缓冲砂后，通过向外抽拉的方式可以方便地将定位圈取下。
上述实施例中，缓冲砂可以为石英砂，也可以在石英砂中混入石墨球。
总之，本发明实施例提供了多种与现有技术完全不同的全新的硅料加热埚，其中保护埚为一体化结构，不同于现有技术中的分瓣埚，可以防止硅蒸气进入保护埚内，提高保护埚的使用寿命。并且，保护埚和石英埚并非直接接触，而是在两埚的间隙中填充有缓冲砂，缓冲砂可以吸收石英埚的膨胀力，对保护埚起到保护的作用。可见，本发明是对现有技术的一种重要改进。
需要理解的是，上述对于本专利具体实施方式的叙述仅仅是为了便于本领域普通技术人员理解本专利方案而列举的示例性描述，并非暗示本专利的保护范围仅仅被限制在这些个例中，本领域普通技术人员完全可以在对本专利技术方案做出充分理解的前提下，以不付出任何创造性劳动的形式，通过对本专利所列举的各个例采取组合技术特征、替换部分技术特征、加入更多技术特征等等方式，得到更多的具体实施方式，所有这些具体实施方式均在本专利权利要求书的涵盖范围之内，因此，这些新的具体实施方式也应在本专利的保护范围之内。
此外，出于简化叙述的目的，本专利也可能没有列举一些寻常的具体实施方案，这些方案是本领域普通技术人员在理解了本专利技术方案后能够自然而然想到的，显然，这些方案也应包含在本专利的保护范围之内。
出于简化叙述的目的，上述各具体实施方式对于技术细节的公开程度可能仅仅达到本领域技术人员可以自行决断的程度，即，对于上述具体实施方式没有公开的技术细节，本领域普通技术人员完全可以在不付出任何创造性劳动的情况下，在本专利技术方案的充分提示下，借助于教科书、工具书、论文、专利、音像制品等等已公开文献予以完成，或者，这些细节是在本领域普通技术人员的通常理解下，可以根据实际情况自行作出决定的内容。可见，即使不公开这些技术细节，也不会对本专利技术方案的公开充分性造成影响。
总之，在结合了本专利说明书对权利要求书保护范围的解释作用的基础上，任何落入本专利权利要求书涵盖范围的具体实施方案，均在本专利的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种带缓冲夹层的硅料加热埚，包括保护埚和石英埚，所述石英埚嵌套在所述保护埚内，其特征在于，所述保护埚为一体化结构，所述石英埚和所述保护埚之间在侧壁位置处和底部位置处均具有间隙，所述间隙内填充有缓冲砂。
2.根据权利要求1所述的带缓冲夹层的硅料加热埚，其特征在于，所述保护埚和石英埚之间设有使所述石英埚悬在所述保护埚内的支撑结构，所述支撑结构位于所述保护埚和所述石英埚的埚口位置处。
3.根据权利要求2所述的带缓冲夹层的硅料加热埚，其特征在于，所述石英埚的埚沿处设有至少两个向埚外延伸的、用于将所述石英埚架在所述保护埚的埚口处的第一挡瓣，所述第一挡瓣将所述石英埚的埚口外径扩展为第一直径，所述第一挡瓣为所述支撑结构的组成部分之一，相邻两个第一挡瓣之间具有用于向所述间隙内填充缓冲砂的空隙。
4.根据权利要求3所述的带缓冲夹层的硅料加热埚，其特征在于，所述支撑结构还包括位于所述保护埚埚口处的、向保护埚埚内延伸的第二挡瓣，所述第二挡瓣将所述保护埚的埚口内径缩小为第二直径，所述第一直径大于所述第二直径。
5.根据权利要求4所述的带缓冲夹层的硅料加热埚，其特征在于，所述第二挡瓣直接设置在所述保护埚的埚沿上，且与所述保护埚为一体化结构。
6.根据权利要求4所述的带缓冲夹层的硅料加热埚，其特征在于，所述第二挡瓣设置在一个定位圈的圈壁顶部，所述定位圈套在所述保护埚的埚口处并通过所述第二挡瓣挂在所述保护埚的埚沿上。
7.根据权利要求4所述的带缓冲夹层的硅料加热埚，其特征在于，所有第一挡瓣沿圆周均匀分布，所述第二挡瓣与所述第一挡瓣个数相同且位置对应。
8.根据权利要求7所述的带缓冲夹层的硅料加热埚，其特征在于，所有第一挡瓣的尺寸均相同，所有第二挡瓣的尺寸均相同，相邻两个第一挡瓣之间的空隙大于所述第二挡瓣的尺寸，所述第一直径小于所述保护埚的埚口内径。
9.根据权利要求1所述的带缓冲夹层的硅料加热埚，其特征在于，所述缓冲砂为石英砂。
10.根据权利要求6所述的带缓冲夹层的硅料加热埚，其特征在于，所述定位圈由彼此分离的多个弧形分段组成。
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