CN110484966A - 一种单品硅热场坩埚高效安装夹持方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单品硅热场坩埚高效安装夹持方法，包括以下步骤：S1.在干锅炉外壳体内设有固定托盘，将三组石墨坩埚托盘固定在固定托盘上，组成石墨坩埚；S2.将石英坩埚放在石墨坩埚上，通过三组石墨坩埚托盘对石英坩埚进行夹持；S3.干锅炉顶座与干锅炉外壳体通过环形固定螺栓和环形螺栓槽螺接固定；S4.开始对单品硅进行加工生产；该热场坩埚的安装和加持方法，不仅解决了原有坩埚安装调节麻烦，速度慢的问题，同时采用新的加持方式，让坩埚的安装更加便捷，出现故障时，检修更换更加方便，从而达到提高生产效率，降低维修难度，节约时间的目的。

Description

一种单品硅热场坩埚高效安装夹持方法

技术领域

本发明属于单品硅热场坩埚安装夹持技术领域，具体涉及一种单品硅热场坩埚高效安装夹持方法。

背景技术

单晶硅具有基本完整的点阵结构的晶体，不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料，纯度要求达到99.9999%，甚至达到99.9999999%以上，用于制造半导体器件、太阳能电池等，用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。单晶硅具有金刚石晶格，晶体硬而脆，具有金属光泽，能导电，但导电率不及金属，且随着温度升高而增加，具有半导体性质，是制造半导体硅器件的原料，用于制大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等，在开发能源方面是一种很有前途的材料。

现有的单品硅热场坩埚在工艺使用过程中，没有一个较好的安装方法，导致在单品硅制备前，需要很长的准备时间，而且锅炉基本焊接固定死，不能进行有效调节，当出现故障进行维修更换，变得十分棘手，不仅浪费大量时间，而且还不易拆卸，影响生产加工的效率，给工艺带来不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单品硅热场坩埚高效安装夹持方法，以解决上述背景技术中提出单品硅制备前，需要很长的准备时间，而且锅炉基本焊接固定死，不能进行有效调节，当出现故障进行维修更换，变得十分棘手，不仅浪费大量时间，而且还不易拆卸，影响生产加工的效率，给工艺带来不便的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种单品硅热场坩埚高效安装夹持方法，包括以下步骤：

S1.在干锅炉外壳体内设有固定托盘，将三组石墨坩埚托盘固定在固定托盘上，组成石墨坩埚；

S2.将石英坩埚放在石墨坩埚上，通过三组石墨坩埚托盘对石英坩埚进行夹持；

S3.干锅炉顶座与干锅炉外壳体通过环形固定螺栓和环形螺栓槽螺接固定；

S4.开始对单品硅进行加工生产。

优选的，在干锅炉外壳体的上方设置有干锅炉顶座，所述干锅炉顶座与干锅炉外壳体固定连接；

在干锅炉顶座的顶端中间位置处设置有顶座控制阀，所述顶座控制阀与干锅炉顶座固定连接；所述顶座控制阀中间位置处的下方位于干锅炉顶座的内部设置有籽晶，所述籽晶的下方设置有单晶棒，所述单晶棒的下方设置有石英坩埚所述述石英坩埚的下方设置有石墨坩埚，所述石英坩埚与石墨坩埚卡合固定，所述石墨坩埚的下方固接有固定托盘；

在固定托盘中间位置处的下方设置有坩埚中心轴，所述固定托盘与坩埚中心轴固定连接，所述坩埚中心轴的底端设置有固定轴承，所述坩埚中心轴与固定轴承转动连接，所述坩埚中心轴的底端外部设置有炉底护盘，所述炉底护盘与干锅炉外壳体固定连接，所述炉底护盘上设置有护盘环形圈，所述炉底护盘与护盘环形圈固定连接，所述石墨坩埚的外部设置有加热器，所述加热器的外部设置有保温筒，所述保温筒与干锅炉外壳体固定连接，所述干锅炉外壳体外壁顶端的左右两侧均设置有固定螺栓，所述固定托盘上设置有托盘固定栓，所述干锅炉顶座的底端设置有环形固定螺栓，所述干锅炉顶座与环形固定螺栓固定连接，所述干锅炉外壳体的顶端内部设置有环形螺栓槽。

优选的，所述石墨坩埚上设置有三组石墨坩埚托盘，所述石墨坩埚由三组石墨坩埚托盘拼接固定而成，所述每组石墨坩埚托盘的底座中间位置处均设置有固定螺孔，所述托盘固定栓共设置有三个，所述三个托盘固定栓均匀分布在固定托盘上，所述三个托盘固定栓与三个固定螺孔一一对应安装，所述石墨坩埚与固定托盘之间通过托盘固定栓和固定螺孔拆卸连接。

优选的，在炉底护盘的中间位置处设置有护盘环形圈，所述坩埚中心轴贯穿于护盘环形圈，所述护盘环形圈的直径大于坩埚中心轴的直径，所述坩埚中心轴与干锅炉顶座之间通过固定轴承转动连接。

优选的，所述干锅炉顶座与环形固定螺栓一体成型，所述干锅炉外壳体与环形螺栓槽一体成型，所述干锅炉顶座与干锅炉外壳体之间通过环形固定螺栓和环形螺栓槽拆卸连接。

优选的，在石英坩埚与石墨坩埚之间通过石墨坩埚托盘夹持固定，所述石英坩埚与干锅炉外壳体之间通过坩埚中心轴转动连接。

优选的，所述固定螺栓共设置有两组，所述两组固定螺栓分别对应安装在干锅炉顶座与干锅炉外壳体固结处的两侧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.通过石墨坩埚上设置有墨坩埚托盘，利用三组石墨坩埚托盘固接而成一个完成的石墨坩埚，石墨坩埚托盘和固定托盘通过螺栓拆卸连接，可以通过石墨坩埚托盘对石英坩埚进行夹持固定，这样不仅便于对热场坩埚进行安装固定，同时出现故障时，更容易进行检查修理，或者进行更换，给机械维修带来便利，提高生产效率。

2.通过对热场坩埚整体进行可拆卸式连接，不仅能提高安装速度，减少工艺制备时的准备时间，还可以方便对设备进行移动，热场坩埚改变传统的焊接方式，利用螺栓拆卸连接和夹持卡合的方式，干锅炉顶座与干锅炉外壳体通过螺纹拆卸连接，利用这种灵活的固接方式，让安装更加高效。

综上所述，该热场坩埚的安装和加持方法，不仅解决了原有坩埚安装调节麻烦，速度慢的问题，同时采用新的加持方式，让坩埚的安装更加便捷，出现故障时，检修更换更加方便，从而达到提高生产效率，降低维修难度，节约时间的目的。

附图说明

图1为本发明的干锅炉外壳体内部结构示意图；

图2为本发明的固定托盘和石墨坩埚结构示意图；

图3为本发明的干锅炉拆卸结构示意图；

图4为本发明的拆卸结构放大示意图；

图5为本发明的干锅炉顶端俯视结构示意图；

图6为本发明的干锅炉底端俯视结构示意图；

图7为本发明的方法流程图；

图中：1-顶座控制阀、2-籽晶、3-单晶棒、4-固定螺栓、5-加热器、6-石墨坩埚、7-坩埚中心轴、8-护盘环形圈、9-固定轴承、10-干锅炉外壳体、11-炉底护盘、12-固定托盘、13-石英坩埚、14-保温筒、15-干锅炉顶座、16-托盘固定栓、17-固定螺孔、18-石墨坩埚托盘、19-环形固定螺栓、20-环形螺栓槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

通过参考说明书附图7，一种单品硅热场坩埚高效安装夹持方法，包括以下步骤：

S1.在干锅炉外壳体10内设有固定托盘12，将三组石墨坩埚托盘18固定在固定托盘12上，组成石墨坩埚6，三组墨坩埚托盘18与固定托盘12通过三组对应的螺栓进行固定；

S2.将石英坩埚13放在石墨坩埚6上，通过三组石墨坩埚托盘18对石英坩埚13进行夹持，石墨坩埚托盘18与固定托盘12通过卡合夹持固定，为了安装检修便捷；

S3.干锅炉顶座15与干锅炉外壳体10通过环形固定螺栓19和环形螺栓槽20螺接固定，为了便于安装，节省时间；

S4.开始对单品硅进行加工生产。

在本发明中，参见图1-6，干锅炉外壳体10的上方设置有干锅炉顶座15，干锅炉顶座15与干锅炉外壳体10固定连接；

在本发明中，干锅炉顶座15的顶端中间位置处设置有顶座控制阀1，顶座控制阀1与干锅炉顶座15固定连接；顶座控制阀1中间位置处的下方位于干锅炉顶座15的内部设置有籽晶2，籽晶2的下方设置有单晶棒3，单晶棒3的下方设置有石英坩埚13述石英坩埚13的下方设置有石墨坩埚6，石英坩埚13与石墨坩埚6卡合固定，石墨坩埚6的下方固接有固定托盘12；

在本发明中，固定托盘12中间位置处的下方设置有坩埚中心轴7，固定托盘12与坩埚中心轴7固定连接，坩埚中心轴7的底端设置有固定轴承9，坩埚中心轴7与固定轴承9转动连接，坩埚中心轴7的底端外部设置有炉底护盘11，炉底护盘11与干锅炉外壳体10固定连接，炉底护盘11上设置有护盘环形圈8，炉底护盘11与护盘环形圈8固定连接，石墨坩埚6的外部设置有加热器5，加热器5的外部设置有保温筒14，保温筒14与干锅炉外壳体10固定连接，干锅炉外壳体10外壁顶端的左右两侧均设置有固定螺栓4，固定托盘12上设置有托盘固定栓16，干锅炉顶座15的底端设置有环形固定螺栓19，干锅炉顶座15与环形固定螺栓19固定连接，干锅炉外壳体10的顶端内部设置有环形螺栓槽20。

在本发明中，为了改变原有的焊接固定加持方式，优选的石墨坩埚6上设置有三组石墨坩埚托盘18，石墨坩埚6由三组石墨坩埚托盘18拼接固定而成，可以对坩埚进行加持卡合固定，安装灵活，拆卸方便，便于维修和更换，每组石墨坩埚托盘18的底座中间位置处均设置有固定螺孔17，托盘固定栓16共设置有三个，三个托盘固定栓16均匀分布在固定托盘12上，三个托盘固定栓16与三个固定螺孔17一一对应安装，石墨坩埚6与固定托盘12之间通过托盘固定栓16和固定螺孔17拆卸连接。

在本发明中，坩埚中心轴7与干锅炉顶座15之间进行转动时，护盘环形圈8不会干扰和碰擦到转轴，优选的炉底护盘11的中间位置处设置有护盘环形圈8，坩埚中心轴7贯穿于护盘环形圈8，护盘环形圈8的直径大于坩埚中心轴7的直径，坩埚中心轴7与干锅炉顶座15之间通过固定轴承9转动连接。

在本发明中，为了让干锅炉顶座15与干锅炉外壳体10之间拆卸方便，节省安装时间，同时又能保证设备的稳定性，优选的干锅炉顶座15与环形固定螺栓19一体成型，干锅炉外壳体10与环形螺栓槽20一体成型，干锅炉顶座15与干锅炉外壳体10之间通过环形固定螺栓19和环形螺栓槽20拆卸连接。

在本发明中，为了节省安装时间，同时当设备出现故障时，方便对坩埚进行检查更换，优选的石英坩埚13与石墨坩埚6之间通过石墨坩埚托盘18夹持固定，为了石英坩埚13与干锅炉外壳体10之间可以转动，石英坩埚13与干锅炉外壳体10之间通过坩埚中心轴7转动连接。

在本发明中，为了让设备使用安全性和稳定性有所保障，让干锅炉顶座15与干锅炉外壳体10固定更加牢固，优选的固定螺栓4共设置有两组，两组固定螺栓4分别对应安装在干锅炉顶座15与干锅炉外壳体10固结处的两侧。

本在本发明中，使用时，将三组石墨坩埚托盘18，通过三个托盘固定栓16和三个固定螺孔17，将其固定在固定托盘12上，固接成一个完成的石墨坩埚6，然后利用石墨坩埚托盘18对石英坩埚13完成夹持固定，然后通过干锅炉顶座15上的环形固定螺栓19与干锅炉外壳体10上的环形螺栓槽20进行螺纹固定，然后利用固定螺栓4二次固定，此时，接通电源，通过控制开关，利用加热器5对石英坩埚13进行加热，对石英坩埚13内的单晶棒3进行工艺加工，生产过程中，保温筒14对其进行保温隔热，加工完成后，关闭电源。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种单品硅热场坩埚高效安装夹持方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.在干锅炉外壳体（10）内设有固定托盘（12），将三组石墨坩埚托盘（18）固定在固定托盘（12）上，组成石墨坩埚（6）；

S2.将石英坩埚（13）放在石墨坩埚（6）上，通过三组石墨坩埚托盘（18）对石英坩埚（13）进行夹持；

S3.干锅炉顶座（15）与干锅炉外壳体（10）通过环形固定螺栓（19）和环形螺栓槽（20）螺接固定；

S4.开始对单品硅进行加工生产。

2.根据权利要求1所述的一种单品硅热场坩埚高效安装夹持方法，其特征在于：在干锅炉外壳体（10）的上方设置有干锅炉顶座（15），所述干锅炉顶座（15）与干锅炉外壳体（10）固定连接；

在干锅炉顶座（15）的顶端中间位置处设置有顶座控制阀（1），所述顶座控制阀（1）与干锅炉顶座（15）固定连接；所述顶座控制阀（1）中间位置处的下方位于干锅炉顶座（15）的内部设置有籽晶（2），所述籽晶（2）的下方设置有单晶棒（3），所述单晶棒（3）的下方设置有石英坩埚（13）所述述石英坩埚（13）的下方设置有石墨坩埚（6），所述石英坩埚（13）与石墨坩埚（6）卡合固定，所述石墨坩埚（6）的下方固接有固定托盘（12）；

在固定托盘（12）中间位置处的下方设置有坩埚中心轴（7），所述固定托盘（12）与坩埚中心轴（7）固定连接，所述坩埚中心轴（7）的底端设置有固定轴承（9），所述坩埚中心轴（7）与固定轴承（9）转动连接，所述坩埚中心轴（7）的底端外部设置有炉底护盘（11），所述炉底护盘（11）与干锅炉外壳体（10）固定连接，所述炉底护盘（11）上设置有护盘环形圈（8），所述炉底护盘（11）与护盘环形圈（8）固定连接，所述石墨坩埚（6）的外部设置有加热器（5），所述加热器（5）的外部设置有保温筒（14），所述保温筒（14）与干锅炉外壳体（10）固定连接，所述干锅炉外壳体（10）外壁顶端的左右两侧均设置有固定螺栓（4），所述固定托盘（12）上设置有托盘固定栓（16），所述干锅炉顶座（15）的底端设置有环形固定螺栓（19），所述干锅炉顶座（15）与环形固定螺栓（19）固定连接，所述干锅炉外壳体（10）的顶端内部设置有环形螺栓槽（20）。

3.根据权利要求2所述的一种单品硅热场坩埚高效安装夹持方法，其特征在于：在石墨坩埚（6）上设置有三组石墨坩埚托盘（18），所述石墨坩埚（6）由三组石墨坩埚托盘（18）拼接固定而成，所述每组石墨坩埚托盘（18）的底座中间位置处均设置有固定螺孔（17），所述托盘固定栓（16）共设置有三个，所述三个托盘固定栓（16）均匀分布在固定托盘（12）上，所述三个托盘固定栓（16）与三个固定螺孔（17）一一对应安装，所述石墨坩埚（6）与固定托盘（12）之间通过托盘固定栓（16）和固定螺孔（17）拆卸连接。

4.根据权利要求2所述的一种单品硅热场坩埚高效安装夹持方法，其特征在于：在炉底护盘（11）的中间位置处设置有护盘环形圈（8），所述坩埚中心轴（7）贯穿于护盘环形圈（8），所述护盘环形圈（8）的直径大于坩埚中心轴（7）的直径，所述坩埚中心轴（7）与干锅炉顶座（15）之间通过固定轴承（9）转动连接。

5.根据权利要求2所述的一种单品硅热场坩埚高效安装夹持方法，其特征在于：所述干锅炉顶座（15）与环形固定螺栓（19）一体成型，所述干锅炉外壳体（10）与环形螺栓槽（20）一体成型，所述干锅炉顶座（15）与干锅炉外壳体（10）之间通过环形固定螺栓（19）和环形螺栓槽（20）拆卸连接。

6.根据权利要求2所述的一种单品硅热场坩埚高效安装夹持方法，其特征在于：在石英坩埚（13）与石墨坩埚（6）之间通过石墨坩埚托盘（18）夹持固定，所述石英坩埚（13）与干锅炉外壳体（10）之间通过坩埚中心轴（7）转动连接。

7.根据权利要求2所述的一种单品硅热场坩埚高效安装夹持方法，其特征在于：所述固定螺栓（4）共设置有两组，所述两组固定螺栓（4）分别对应安装在干锅炉顶座（15）与干锅炉外壳体（10）固结处的两侧。