CN112725878A - 拉晶设备 - Google Patents

Abstract

为了使拉晶设备的加热装置同轴于坩埚（3）来定向，以便坩埚（3）与加热装置之间的环形间隙（13）在所述坩埚（3）的圆周范围内是恒定的，本发明规定，所述加热装置布置在具有内部的防护罩（12）的壳体中，其中所述防护罩静置于支承环（16）上，所述支承环（16）又处于支承销上，所述支承销则布置在容器（1）的底部与所述支承环（16）之间并且所述支承销至少关于径向方向相对于所述容器（1）的或者支承环（16）的底部得到固定。

Description

拉晶设备

技术领域

本发明涉及一种拉晶设备，该拉晶设备具有一个拥有底部的容器（Kessel）、处于所述容器中的用于容纳溶化物的坩埚、将所述坩埚包围的空心圆筒状的加热装置、在外面将所述加热装置包围的侧部隔绝部以及布置在所述坩埚下方的底部隔绝部。

背景技术

这样的设备在DE 195 39 316 A1中得到了说明。该文件也表明，容器用保护气体来注满（fluten），所述保护气体首先被引导到溶化物表面上并且从那里越过坩埚的边缘通过由两个同轴地布置的空心圆筒形成的环形间隙流往容器底部的方向，所述保护气体在所述容器底部那里通过流出口离开所述容器。通过这种方式来保护由石墨构成的加热器，以防止由所述保护气体的腐蚀性的组成部分所引起的腐蚀。

为了用保护气体实现对于溶化物表面的均匀覆盖，必要的是，气流朝每个径向方向是相同的。做到这一点的前提尤其是，所述环形间隙的宽度在圆周范围内是恒定的。

因此，在现有技术中规定，两个空心圆筒处于加热器的外侧面上，使得保护气体首先必须流过加热器的上棱边，以便进入环形间隙中。但是，这不允许保护气流的均匀的径向分布。此外，保护气体的一部分也到达加热器的内侧面，这使得额外的用于防止腐蚀的措施成为必需。

发明内容

因此，本发明的任务是，提供一种加热装置，用该加热装置来实现保护气流的均匀的径向分布并且对于该加热装置来说加热器得到保护以防止腐蚀。

为了解决该任务，本发明规定，所述加热装置具有加热器、布置在加热器与坩埚之间的圆筒状的防护罩以及支承环，从而在所述坩埚与所述防护罩之间构成环形间隙，并且为了将所述防护罩支撑在容器底部上而在容器底部与支承环之间设置有至少三根贯穿底部隔绝部的支承销。

由软性材料构成的底部隔绝部既不能承受防护罩的重量也不能防止所述防护罩相对于设备的轴线倾斜，因而环形间隙宽度在圆周范围内变化并且由此在圆周范围内不能获得均匀的气流。

确切而言，所述防护罩由支承销来支承，所述支承销能够承受防护罩的重量并且将其引导到容器的底部中。

为了能够履行所述任务，要精密地制造所述具有特定高度的支承销。比如碳纤维复合材料的使用允许这样的精密的制造。因为支承销由此具有准确地与拉晶设备相协调的高度，所以产生加热装置的精确的垂直定向。

优选地，所述防护罩立放于支承环上，其中所述支承环安放在支承销上。所述防护罩防止用来注满所述容器的气体到达加热器，因而用于构成加热器的石墨不会腐蚀。

为了封装所述加热器，除了内部的防护罩之外设置有外壁，所述外壁与所述防护罩及支承环一起形成用于加热器的壳体。

为了也使底部隔绝部定心，所述底部隔绝部不仅能够被支撑在容器壁上，但是也能够额外地具有如下凸缘，所述凸缘嵌合到容器的底部内的凹处中。

为了使所述防护罩定心，贯穿底部隔绝部的支承销分别关于径向方向不仅在容器底部上而且在支承环上都被固定到配合部中。

为了实现径向的固定，所述支承销配合精确地被插入到容器的底部内的容纳部中。

同样，所述支承环也拥有容纳部，所述支承销的相应另外的端部配合精确地被插入所述容纳部中。

优选设置有封闭的隔绝部。为此，所述侧部隔绝部与所述底部隔绝部相接触。所述侧部隔绝部为此安放在所述底部隔绝部的边缘上。

附图说明

下面要借助于一种实施例对本发明进行详细解释。为此示出：

图1作为一览图示出了拉晶设备的横截面；

图2作为细节示出了根据图1的拉晶设备的底部区域的横截面。

具体实施方式

根据图1，拉晶设备由真空室构成，所述真空室则由容器1来形成。在所述容器1的内部布置有坩埚3，比如由硅构成的溶化物2处于所述坩埚中。

借助于将所述坩埚3同轴地包围的加热器4，使一件式地被输入到坩埚中的材料熔化并且随后将由此产生的溶化物2保持在对拉制过程来说最佳的温度上。为此，加热器—这在这里未示出—通过电极与供电机构相连接。

借助于拉晶装置6从溶化物2中拉制出晶体5。所述加热器4在此具有的任务是，如此调节所述温度，使得所述晶体5中的温度梯度尽可能地均匀，从而在所述晶体5中尽可能没有嵌入任何缺陷部位。

所述坩埚3立放于如下平台上，所述平台由坩埚升降装置7来提升并且必要时降下，使得溶化物表面关于所述容器1保持在尽可能相同的高度上。

在图1中用8来表示晶体的拉制运动，用9来表示坩埚的升降运动。

为了保护溶化物表面，要将由氩构成的保护气流10引导到所述溶化物表面上，所述保护气流为此首先从晶体5的侧面流过。一旦它流到溶化物表面上，它就在那里被朝侧面引开并且在溢流越过坩埚边缘之后到达坩埚3与加热器4之间的环形间隙13中，它从那里到达容器1的底部，在那里它通过一个或者多个排出口11离开所述容器1。

在加热器4与坩埚3之间有圆筒形的防护罩13，该防护罩相对于坩埚3对加热器4进行遮蔽。所述防护罩12是容纳着所述加热器4的壳体的一部分。

所述壳体由已经提到的处于里面的防护罩12以及同样圆筒形的外部的壁12a所构成。在此，所述防护罩12立放于支承环16上，而所述外壁12a则向下伸展超过支承环16并且安放在底部隔绝部14上。在此，在外壁12a与支承环16之间留有小的空隙，使得所述支承环16即使在热膨胀时也保持与外壁12a解除耦合的状态。在所述防护罩12的及外壁12a的上端部上有盖20，使得所述加热器4被包围在旋转对称的壳体中。此外，所述盖20用于固定将晶体5包围的隔热罩21。

用于给加热器供电的电极从支承环16中的开口中穿过并且除了给加热器4供电之外也用于对其进行支撑。

为了实现对于溶化物表面的尽可能均匀的覆盖，气流的密度应该在溶化物表面的所有扇区中尽可能相同，也就是说气流密度应该相对于拉晶设备的轴线18是旋转对称的。

因为扇区中的气流密度由所述环形间隙13的在这个扇区中的宽度来确定，所以坩埚壁与防护罩12之间的环形间隙13必须宽度均匀，以用于实现气流密度的所期望的旋转对称的分布。这又意味着，坩埚3和内部的防护罩12尽可能彼此同轴地布置。

用于加热器4的壳体和支承环16处于安放在容器1的底部上的底部隔绝部14的上方，其中这个底部隔绝部一直伸展到支承环16的近处。

围绕着所述加热装置设置有空心圆筒状的侧部隔绝部15。为了使所述侧部隔绝部定心，伸展超过支承环16的外壁12a的延长部抵靠在底部隔绝部14的旋转对称的凸肩上。因为所述凸肩相对于所述底部隔绝部14的外圆周向内降低，所以能够在所述外壁12a的后面安置侧部隔绝部15，该侧部隔绝部一直伸展到底部隔绝部14，从而形成连贯的罐状的隔热结构。

为了防止所述底部隔绝部14移动，在其中心区域中设置有如下凸缘22，该凸缘进入到所述容器1的底部内的凹处23中并且抵靠在其内壁上。

为了所述容器的底部内的排出口11不被底部隔绝部14封闭，在所述底部隔绝部14中设置有与相应的排出口11对齐的通道。

为了使所述防护罩12的同轴定向稳定并且防止其相对于拉晶设备的轴线18倾斜，根据图2的详细图示在所述加热装置的下方设置有至少三根支承销17，所述支承销在圆周范围内均匀分布地布置在容器1的底部与支承环16之间。出于简化原因，所述支承销仅仅在图2的详细图示中示出，但是没有在图1的一览图中示出。所述支承销17为圆筒形并且分别拥有一根轴线19。由此，所述支承销17使支承环16定心并且由此使被固定在其上的防护罩12定心，所述防护罩由此与坩埚3同轴地定向。与所述支承环16解除耦合的外壁12a与此无关地通过所述底部隔绝部14的凸肩来定心。由此实现这一点，即所述防护罩12相对于坩埚壁精确地同轴地定向，而没有通过隔绝部件的粗略的尺寸公差而产生不好的影响。

所述支承销17被插入在所述容器1的底部内的相应的凹部和所述支承环16的下侧面上的相应的凹部中，从而排除径向移动。同时，所述支承销能够承受防护罩12的重量并且将其导入到容器1的底部中。

在此，所述支承销17应该被设计得相当地细，以便其相对于底部隔绝部14得到提高的可传导性无关紧要。

在所述坩埚的下面也能够设置有如下底部加热器，所述底部加热器与支承环16附接在一起。如果是这种情况，那么底部隔绝部14就在内部区域中稍许下沉，以便使得底部加热器的加热棒不与底部隔绝部14相接触。

附图标记列表：

1 容器

2 溶化物

3 坩埚

4 加热器

5 晶体

6 拉晶装置

7 坩埚升降装置

8 拉晶运动

9 坩埚升降运动

10 保护气流

11 排出口

12 防护罩

12a 外壁

13 环形间隙

14 底部隔绝部

15 侧部隔绝部

16 支承环

17 支承销

18 拉晶设备的轴线

19 支承销的轴线

20 盖

21 隔热罩

22 凸缘

23 凹处。

Claims (8)

1.拉晶设备，具有一个拥有容器底部的容器（1）、处于所述容器中的用于容纳溶化物（2）的坩埚（3）、将所述坩埚（3）包围的空心圆筒状的加热装置、在外面将所述加热装置包围的侧部隔绝部（15）以及布置在所述坩埚（3）下方的底部隔绝部（14），其特征在于，所述加热装置具有加热器（4）、布置在所述加热器（4）与所述坩埚（3）之间的圆筒状的防护罩（12）以及支承环（16），从而在所述坩埚（3）与所述防护罩（12）之间构成环形间隙（13），并且为了将所述防护罩支撑在容器底部上而在所述容器底部与所述支承环之间设置有至少三根贯穿所述底部隔绝部（14）的支承销（17）。

2.根据权利要求1所述的拉晶设备，其特征在于，所述防护罩（12）立放于所述支承环（16）上，并且所述支承环安放在所述支承销上。

3.根据权利要求1所述的拉晶设备，其特征在于，除了内部的防护罩（12）之外，设置有外壁（12a），所述外壁与所述防护罩（12）及支承环（16）一起形成用于所述加热器（4）的壳体。

4.根据权利要求1所述的拉晶设备，其特征在于，所述底部隔绝部（14）不仅被支撑在容器壁上和/或具有凸缘，所述凸缘嵌合到所述容器（1）的底部内的凹处中。

5.根据权利要求1所述的拉晶设备，其特征在于，所述支承销（17）分别关于径向方向不仅在所述容器底部上而且在所述支承环（16）上都被固定到配合部中。

6.根据权利要求5所述的拉晶设备，其特征在于，所述支承销（17）配合精确地被插入到所述容器（1）的底部内的容纳部中。

7.根据权利要求6所述的拉晶设备，其特征在于，所述支承销（17）配合精确地被插入所述支承环（16）内的容纳部中。

8.根据前述权利要求中任一项所述的拉晶设备，其特征在于，所述侧部隔绝部（15）与所述底部隔绝部（14）相接触，为此所述侧部隔绝部（15）安放在所述底部隔绝部（14）的边缘上。

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