CN202039153U - 用于重掺硅单晶制造的热系统 - Google Patents

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李建弘
康冬辉
李烨
董兆清
徐强
张焕新
王林
许海波
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Abstract

本实用新型涉及一种用于重掺硅单晶制造的热系统，包括上保温筒、下保温筒、底盘保温层、支撑盖、大盖和导流筒构成，上保温筒、下保温筒和底盘保温层采用新型复合隔热材料；复合隔热材料为碳毡和石墨硬毡层叠而成的多层材料，且在其内表面涂覆有一层光亮的钼金属反射层；支撑盖的材料为石墨硬毡；大盖由石墨和石墨硬毡的复合材料制成，其复合材料下层为石墨硬毡，本实用新型解决了重掺硅单晶拉制过程中由于温度波动而引起的组分过冷和断苞难题，提高了重掺砷单晶轴向电阻率均匀性。

Description

用于重掺硅单晶制造的热系统
技术领域
本实用新型涉及硅单晶制造设备，特别涉及一种用于重掺硅单晶制造的热系统。
背景技术
传统的热系统的隔热材料通常采用石墨和碳毡相叠加的结构，硬质的石墨在内层起到支撑和反射热辐射的作用，外层由数层碳毡组成，是主要的隔热保温材料。这种隔热结构有其不足之处，首先，由于这种隔热结构内层的石墨隔热材料密度较高，所以其热导率、以及比热都相对较高，其次，由于石墨颜色为黑，所以其反射热辐射的效果较差。热导率相对较高以及热反射能力较低使得加热器需要较大的功率才能保证热场温度的稳定，而如果温度一旦发生波动，由于热系统的比热容较大，调整温度比较缓慢。这就使得热场的稳定性降低。
    在重掺硅单晶的生产中，稳定性是影响拉晶的一个重要因素。这是由于重掺硅单晶掺杂浓度较高，所以固液界面之间的扩散层掺杂剂的浓度会响应增大。因此采用上述隔热结构的热系统，热场温度的波动很容易导致组分过冷，使得硅单晶生长界面处形成多处晶核，导致硅单晶变成多晶。
发明内容
    本实用新型的目的就是为克服现有技术的不足，针对在重掺硅单晶拉制过程中由于温度波动而引起的组分过冷和断苞难题，对隔热材料和隔热结构进行改进，提供一种适用于新型隔热材料的热系统设计方案。
    本实用新型是通过这样的技术方案实现的：所述用于重掺硅单晶制造的热系统，包括大盖、上保温筒、支撑盖、下保温筒、底盘保温层和导流筒，其特征在于，上保温筒、下保温筒和底盘保温层采用新型复合隔热材料；所述复合隔热材料为碳毡和石墨硬毡层叠而成的多层材料，且在底盘保温层内表面涂覆有一层光亮的钼金属反射层；所述的支撑盖的材料为石墨硬毡；所述的大盖由石墨和石墨硬毡的复合材料制成，其复合材料下层为石墨硬毡。
    所述上保温筒厚度为40±10mm、下保温筒厚度为70±10mm、底盘保温层厚度为80±10mm；
    本实用新型采用的方案首先使热系统在有效地保证隔热材料强度的同时降低其密度，降低比热容；第二是提高表面对内部热辐射的反射作用；第三是降低隔热材料的热导率，提高其隔热效果；而对于新型热场，主要调整了大盖和支撑盖的材质以提高热场的密封性；本实用新型解决了重掺硅单晶拉制过程中由于温度波动而引起的组分过冷和断苞难题，提高了重掺砷单晶轴向电阻率均匀性，取得了良好的效果。
附图说明
图1为用于重掺硅单晶制造的热系统的剖视图。
图中：1、大盖，2、上保温筒，3、支撑盖，4、下保温筒，5、排气管道，6、底盘保温层，7、加热器，8、石墨坩埚，9、导流筒。
具体实施方式
为了更清楚的理解本实用新型，结合附图和实施例详细描述本实用新型：
如图1所示,用于重掺硅单晶制造的热系统，由大盖1、上保温筒2、支撑盖3、下保温筒4、排气管道5、底盘保温层6、加热器7、石墨坩埚8、导流筒9构成，上保温筒2、下保温筒和底盘保温层6采用新型复合隔热材料；复合隔热材料为定制的碳毡和石墨硬毡层叠的多层材料，且在底盘保温层6内表面涂覆有一层光亮的钼金属反射层；支撑盖3的材料为石墨硬毡；大盖1由石墨和石墨硬毡的复合材料制成，其复合材料下层为石墨硬毡。
上保温筒2厚度为40±10mm、下保温筒4厚度为70±10mm、底盘保温层6厚度为80±10mm。
    本实用新型与普通热系统的主要区别在于新型热系统的上保温筒2、下保温筒4和底盘保温层6均采用新型复合隔热材料，材料的密度较低且内表面涂覆一层光亮的钼反射层，所以其热反射能力较高而比热容、热导率较低。
同时热系统的支撑盖3以及大盖1下层均由石墨硬毡制成，与石墨相比此种材料具有一定的弹性，使得热系统的整体密封性有了很大提高，避免的热能的散失。
同时本实用新型尽量减小了支撑盖3内径，这样会使热场下部温度更加稳定的同时，增加了晶体生长界面处的温度梯度。
在以上多种因素的共同作用下，热场的温度稳定性被大大提高，从而避免了组分过冷和断苞的发生，取得了良好的效果。
在清洁炉子热系统时，可以将热系统的组件全部取出进行清洁。由于采用了新型的复合隔热材料，所以各部分组件质量很轻，非常便于取运。
根据上述说明，结合本领域技术可实现本实用新型的方案。

Claims (2)

1.用于重掺硅单晶制造的热系统，包括大盖（1）、上保温筒（2）、支撑盖（3）、下保温筒（4）、底盘保温层（6）、和导流筒（9），其特征在于，上保温筒（2）、下保温筒（4）和底盘保温层（6）采用新型复合隔热材料；所述复合隔热材料为碳毡和石墨硬毡层叠而成的多层材料，且在底盘保温层（6）内表面涂覆有一层光亮的钼金属反射层；所述的支撑盖（3）的材料为石墨硬毡；所述的大盖（1）由石墨和石墨硬毡的复合材料制成，其复合材料下层为石墨硬毡。
2.根据权利要求1所述用于重掺硅单晶制造的热系统，其特征在于，所述上保温筒（2）厚度为40±10mm、下保温筒（4）厚度为70±10mm、底盘保温层（6）厚度为80±10mm。
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