CN109371459A - 一种改善熔体温度梯度的阶梯状加热器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种改善熔体温度梯度的阶梯状加热器，包括多个加热组，多个加热组依次首尾连接，每个加热组包括多个加热部，多个加热部依次连接，多个加热部一端和/或另一端不平齐。本发明的有益效果是结构简单，便于使用，该加热器的发热部呈阶梯状，便于的坩埚中下部进行加热，改变熔体的纵向温度梯度，提高晶体的生长速率。
Description
技术领域
本发明属于直拉单晶设备技术领域，尤其是涉及一种改善熔体温度梯度的阶梯状加热器。
背景技术
目前太阳能直拉单晶炉化料过程由于距离的原因，热量传输有衰减，从坩埚边缘到中心温度逐渐降低，同一高度坩埚中心位置温度最低，所以剩余未融化的硅料始终处于坩埚中心处；现有主加热器上沿与石墨坩埚上沿同高，主加热器结构使得热量主要集中在石墨坩埚的中上部；固体硅料最后为一个倒锥形，悬浮在熔硅中。如果此时复投，复投硅料会下压剩料，而熔体下剩料的尖锐部位可能触碰甚至损坏石英坩埚，导致漏硅；为了避免这种现象的发生，生产上经常推迟复投，待剩余硅料翻料后才进行复投操作；虽然会有效避免漏硅现象出现，但同时会造成工时浪费。
现有主加热器的发热体主要集中在中上部，加热器发热量集中于中上部，中间硅料的热量吸收少，熔化慢，不能及时进行复投作业，导致初始化料工时较长，现有主加热器的结构下的熔体纵向温度梯度未达到最优状态，限制晶体拉速提升。
发明内容
鉴于上述问题，本发明为解决上述问题提供一种改善熔体温度梯度的阶梯状加热器，尤其适合直拉单晶过程中使用，该加热器在直拉单晶过程中对坩埚进行加热，加热部呈阶梯状，改变熔体的纵向温度梯度，提高晶体生长速率。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种改善熔体温度梯度的阶梯状加热器，包括多个加热组，多个加热组依次首尾连接，每个加热组包括多个加热部，多个加热部依次连接，多个加热部一端和/或另一端不平齐。
进一步的，多个加热部包括第一加热部、第二加热部和第三加热部，第一加热部、第二加热部与第三加热部依次连接，第一加热部、第二加热部和第三加热部一端不平齐。
进一步的，第一加热部与第二加热部一端的高度差为20-50mm。
进一步的，第二加热部与第三加热部的一端的高度差为20-50mm。
进一步的，第一加热部为U型。
进一步的，第二加热部为U型。
进一步的，第三加热部为U型。
本发明具有的优点和积极效果是：
1.由于采用上述技术方案，使得该改变熔体温度梯度的阶梯状加热器结构简单，便于使用，该加热器的发热部呈阶梯状，便于的坩埚中下部进行加热，改变熔体的纵向温度梯度，提高晶体的生长速率；
2.该加热器具有多个加热部，且多个加热部的一端不平齐，使得加热器的加热部呈阶梯形状，相比于现有加热器，加热部下移，增加坩埚中下部位的发热量，加快熔体中剩余硅料的熔化，使复投工序提前，不必在翻料后进行，缩短化料工时，减小复投过程剩料砸漏石英坩埚导致漏硅的风险，同时改变熔体的纵向温度梯度，熔体纵向温度梯度减小，提高晶体的生长速率。
附图说明
图1是本发明的一实施例的加热器化料示意图；
图2是本发明的一实施例的加热器的结构示意图。
图中：
1、主加热器 2、加热器 3、坩埚
4、底部加热器 5、剩余硅料 20、加热组
201、第一加热部 202、第二加热部 203、第三加热部
具体实施方式
下面结合附图和具体实施对本发明做进一步的说明。
图1示出了本发明一实施例的结构，具体示出了本实施例的结构及化料示意图，本实施例涉及一种改善熔体温度梯度的阶梯状加热器，用于在直拉单晶过程中对坩埚进行加热，该加热器的加热部呈阶梯状，增加对坩埚中下部的加热量，改变熔体的纵向温度梯度，提高晶体的生长速率。
上述的改善熔体温度梯度的阶梯状加热器，如图1和2所示，包括多个加热组20，多个加热组20依次首尾连接，构成一个环形的加热器2，加热组20的数量与坩埚3的直径相适应，坩埚3的直径越大，加热组20的数量越多，多个加热组20首尾相连，且相邻两个加热组20对称设置连接，使得多个加热组20构成的加热器2的加热部呈现阶梯状结构，使得发热部件在竖直方向上下移，增加对坩埚3中下部的加热量，加快熔体中剩余硅料5的熔化，改变熔体的纵向温度梯度，提高晶体的生长速率。每个加热组20包括多个加热部，多个加热部依次连接，且多个加热部的两端中的其中一端不平齐，也就是，多个加热部的两端中的一端的端部不处于同一直线上，或者多个加热部的两端均不平齐，多个加热部的两端的端部均不处于同一直线上，多个加热部的连接形状根据实际需求进行选择。
具体地，每一个加热组20包括多个加热部，加热部的数量根据该加热器的直径相适应，在本实施例中，多个加热部包括第一加热部201、第二加热部202和第三加热部203，第一加热部201、第二加热部202与第三加热部203依次连接，即，第一加热部201的末端与第二加热部202的首端连接，第二加热部202的末端与第三加热部203的首端连接，且在竖直方向上第一加热部201的上端高于第二加热部202的上端，第二加热部202的上端高于第三加热部203的上端，也就是第一加热部201的上端与第二加热部202的上端之间有高度差，第二加热部202的上端与第三加热部203的上端之间有高度差，使得第一加热部201、第二加热部202与第三加热部203呈阶梯状连接，延长了加热器2在竖直方向上的长度，使得该加热器2能够对坩埚3中下部进行加热，增加对坩埚3中下部的发热量，加快熔体中剩余硅料5的熔化，提高单晶生长的速率。第一加热部201与第二加热部202之间的连接关系可以是焊接，可以是通过螺栓等连接件进行连接，或者是第一加热部201与第二加热部202一体成型，或者是其他连接方式，根据实际需求进行选择，优选的，这里，第一加热部201与第二加热部202一体成型。同样，第二加热部202与第三加热部203之间的连接关系可以是焊接，还可以是通过螺栓等连接件固定连接，或者是第二加热部202与第三加热部203一体成型，或者是其他连接方式，根据实际需求进行选择，优选的，这里，第二加热部202与第三加热部203一体成型。使得包括第一加热部201、第二加热部202与第三加热部203的加热组的结构稳定性好，使用寿命长。
此外，多个加热组20之间的连接关系可以是焊接，还可以是通过螺栓等连接件进行连接，或者是多个加热组20一体成型，或者是其他连接方式，根据实际需求进行选择。
在每一组加热组20中，第一加热部201、第二加热部202和第三加热部203依次连接，且第一加热部201、第二加热部202和第三加热部203连接后呈阶梯状，在竖直方向上，第一加热部201的上端与第二加热部202的上端之间有高度差，第二加热部202的上端与第三加热部203的上端之间有高度差，第一加热部201与第二加热部202之间的高度差为20-50mm，第二加热部202与第三加热部203之间的高度差为20-50mm，根据热场实际情况进行选择，这里不做具体要求。
此外，第一加热部201、第二加热部202和第三加热部203的结构可以相同，也可以不同，根据实际需求进行选择，第一加热部201、第二加热部202和第三加热部203可以是U型，还可以是T形，或者是H形，或者是其他形状，或者是几种形状的组合，根据实际需求进行选择，优选的，这里，第一加热部201、第二加热部202和第三加热部203均为U形，便于对坩埚3进行加热，且采用U形结构，使得第一加热部201、第二加热部202和第三加热部203的电阻值小，在相同的电压下，产生的热量多，使得该加热器2的加热效率高。
本实施例的工作过程：将该加热器2安装在主加热器1的内部，位于底部加热器4的上部，且坩埚3位于该加热器2的内部，便于该加热器2对坩埚3内的硅料进行加热，且该加热器2的加热部呈阶梯状设置，使得该加热器2能够对坩埚3的中下部进行加热，加快剩余硅料5熔化，使得在直拉单晶过程中复投工序之前，不必在翻料后进行复投。
本发明具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，使得该改变熔体温度梯度的阶梯状加热器结构简单，便于使用，该加热器的发热部呈阶梯状，便于的坩埚中下部进行加热，改变熔体的纵向温度梯度，提高晶体的生长速率；该加热器具有多个加热部，且多个加热部的一端不平齐，使得加热器的加热部呈阶梯形状，相比于现有加热器，加热部下移，增加坩埚中下部位的发热量，加快熔体中剩余硅料的熔化，使复投工序提前，不必在翻料后进行，缩短化料工时，减小复投过程剩料砸漏石英坩埚导致漏硅的风险，同时改变熔体的纵向温度梯度，熔体纵向温度梯度减小，提高晶体的生长速率。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (7)
1.一种改善熔体温度梯度的阶梯状加热器，其特征在于：包括多个加热组，所述多个加热组依次首尾连接，每个所述加热组包括多个加热部，所述多个加热部依次连接，所述多个加热部一端和/或另一端不平齐。
2.根据权利要求1所述的改善熔体温度梯度的阶梯状加热器，其特征在于：所述多个加热部包括第一加热部、第二加热部和第三加热部，所述第一加热部、所述第二加热部与所述第三加热部依次连接，所述第一加热部、所述第二加热部和所述第三加热部一端不平齐。
3.根据权利要求2所述的改善熔体温度梯度的阶梯状加热器，其特征在于：所述第一加热部与所述第二加热部一端的高度差为20-50mm。
4.根据权利要求2或3所述的改善熔体温度梯度的阶梯状加热器，其特征在于:所述第二加热部与所述第三加热部的一端的高度差为20-50mm。
5.根据权利要求4所述的改善熔体温度梯度的阶梯状加热器，其特征在于：所述第一加热部为U型。
6.根据权利要求5所述的改善熔体温度梯度的阶梯状加热器，其特征在于：所述第二加热部为U型。
7.根据权利要求5或6所述的改善熔体温度梯度的阶梯状加热器，其特征在于：所述第三加热部为U型。
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1304460A (zh) * | 1998-06-05 | 2001-07-18 | Memc电子材料有限公司 | 用于晶体生长装置的电阻加热器 |
| CN1317058A (zh) * | 1998-06-26 | 2001-10-10 | Memc电子材料有限公司 | 用于晶体生长装置的电阻加热器及其使用方法 |
| US20020195045A1 (en) * | 2001-06-26 | 2002-12-26 | Zheng Lu | Crystal puller and method for growing monocrystalline silicon ingots |
| CN203382850U (zh) * | 2013-07-25 | 2014-01-08 | 青岛隆盛晶硅科技有限公司 | 多晶硅铸锭炉热场加热装置 |
| CN204608210U (zh) * | 2015-04-28 | 2015-09-02 | 汤灏 | 一种改善直拉法生长单晶硅品质的加热器 |
| CN106521624A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-03-22 | 晶澳太阳能有限公司 | 一种硅太阳能低氧、低光衰单晶热场 |
| CN106637385A (zh) * | 2015-10-30 | 2017-05-10 | 西安通鑫半导体辅料有限公司 | 便于调节温度梯度的直拉单晶用加热器及直拉单晶方法 |
| CN206359658U (zh) * | 2016-11-28 | 2017-07-28 | 浙江钱江明士达光电科技有限公司 | 一种高效型铸锭炉 |
| CN107460539A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-12-12 | 内蒙古中环光伏材料有限公司 | 一种加热器及应用该加热器的单晶硅生产方法 |
| CN209779040U (zh) * | 2018-12-21 | 2019-12-13 | 内蒙古中环光伏材料有限公司 | 一种改善熔体温度梯度的阶梯状加热器 |
-
2018
- 2018-12-21 CN CN201811573474.XA patent/CN109371459A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1304460A (zh) * | 1998-06-05 | 2001-07-18 | Memc电子材料有限公司 | 用于晶体生长装置的电阻加热器 |
| CN1317058A (zh) * | 1998-06-26 | 2001-10-10 | Memc电子材料有限公司 | 用于晶体生长装置的电阻加热器及其使用方法 |
| US20020195045A1 (en) * | 2001-06-26 | 2002-12-26 | Zheng Lu | Crystal puller and method for growing monocrystalline silicon ingots |
| CN203382850U (zh) * | 2013-07-25 | 2014-01-08 | 青岛隆盛晶硅科技有限公司 | 多晶硅铸锭炉热场加热装置 |
| CN204608210U (zh) * | 2015-04-28 | 2015-09-02 | 汤灏 | 一种改善直拉法生长单晶硅品质的加热器 |
| CN106637385A (zh) * | 2015-10-30 | 2017-05-10 | 西安通鑫半导体辅料有限公司 | 便于调节温度梯度的直拉单晶用加热器及直拉单晶方法 |
| CN206359658U (zh) * | 2016-11-28 | 2017-07-28 | 浙江钱江明士达光电科技有限公司 | 一种高效型铸锭炉 |
| CN106521624A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-03-22 | 晶澳太阳能有限公司 | 一种硅太阳能低氧、低光衰单晶热场 |
| CN107460539A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-12-12 | 内蒙古中环光伏材料有限公司 | 一种加热器及应用该加热器的单晶硅生产方法 |
| CN209779040U (zh) * | 2018-12-21 | 2019-12-13 | 内蒙古中环光伏材料有限公司 | 一种改善熔体温度梯度的阶梯状加热器 |
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