CN202898594U - 一种晶硅熔炉用熔硅液面测距组件以及一种晶硅熔炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种晶硅熔炉用熔硅液面测距组件，包括：用于安装于导流筒上的固定件；与固定件滑动连接的滑动件，滑动件可沿竖直方向滑动。本实用新型提供的晶硅熔炉用熔硅液面测距组件，由于采用分体式结构设计，将晶硅熔炉用熔硅液面测距组件设计为固定件和滑动件，固定件安装于导流筒上，由于与导流筒之间采用固定设置，因此能够避免固定件的安装对导流筒的结构改变。滑动件与固定件之间采用滑动连接，既能够降低滑动件在导流筒移动时与其他硬物发生碰撞而损坏的概率，提高测距组件的使用寿命；同时又能够避免碳毡粉沫的掉落，提高硅晶体的产品质量。本实用新型还公开了一种安装有上述晶硅熔炉用熔硅液面测距组件的晶硅熔炉。

Description

一种晶硅熔炉用熔硅液面测距组件以及一种晶硅熔炉

技术领域

本实用新型涉及晶硅生产设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种晶硅熔炉用熔硅液面测距组件以及一种晶硅熔炉。

背景技术

单晶硅：硅的单晶体。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。

液面距：导流筒下沿距熔硅液面的距离。

导流筒：又称为热屏，石墨制成，在单晶炉中起到引导气流和热屏障的作用。一般由两部分组成，内部的叫内导流筒，外部的叫外导流筒。

石英：无机矿物质，主要成分是二氧化硅，常含有少量杂质成分如CaO、MgO等，为半透明或不透明的晶体，一般乳白色，质地坚硬。物理性质与化学性质十分稳定，可选用做压电材料、光学材料、耐火材料、熔炼材料、建筑材料、宝石材料等。

直拉式单晶硅的生长是在热场内完成的，而单晶生长需要合适且稳定的温度梯度，在此温度梯度下，硅原子能按一定规律稳定生长，不会产生新的晶核。由于热场中各点温度梯度都不同，所以需要确定合适的位置，用以保证单晶硅的稳定生长。

在硅晶体生长过程中，由于熔硅与石英坩埚、硅与少量氧气等的反应会产生一氧化硅等杂质，如果一氧化硅颗粒进入熔硅中，碰到正在生长的硅单晶就可能破坏单晶的正常生长，而氧元素又可在硅原子间形成间隙氧，增加单晶棒氧含量，影响电池效率，因此杂质需要及时的从熔硅中蒸发并从热场中排出。生产中，通常是不断的从单晶炉顶部充入氩气，氩气经过导流筒、流过导流筒与熔硅的空隙，再利用真空泵使其从热场的排气孔排出。因此，导流筒与熔硅液面的距离影响着杂质的蒸发与挥发、晶棒氧含量等方面。同时，导流筒在热场中的位置是固定的，如果确定了导流筒和熔硅液面的距离，也就确定了熔硅液面在热场中的位置，即确定了单晶生长界面的温度梯度。

现有技术中，用于进行熔硅液面测量的石英棒有两种，一种呈“L”型，一种呈“T”型，其中：“L”型的石英棒安装在内导流筒的侧壁位置，内壁上有“一”字型的孔，将此玻璃棒横放，卡口部分就能进入“一”字孔，然后放手，在重力作用下，竖直部分会向下，通过升降石墨坩埚，可使熔硅液面与竖直部分的下沿刚刚接触，再下降一定距离的石墨坩埚完成想要的液位距；“T”型石英棒使用时，是在外导流筒底部有“一”字型通孔，石英棒可以在通孔中自动上下移动，外露部分可以测量液面距，搬运过程中，如遇到平面，可以缩到两层导流筒的中间空隙中。

在上述两种石英棒中，都存在有使用缺陷。

1、对于L型，因为L型石英棒是固定在内导流筒上的，使用不方便，移动、搬运过程中极易将竖直部分戳碎；

2、对于T型，因为是安装在外导流筒上的，并且有一定长度，所以需要内外导流筒中间有一定空隙，并且内导流筒的靠下部分必须是竖直的且内导流筒竖直部分的长度必须大于石英棒竖直部分的长度，所以对内外导流筒下部的形状有要求，且实际生产中，内外导流筒中间是有石墨软毡的，石英棒上下移动必会附着碳毡粉沫，如粉沫掉入硅熔液中，会破坏硅原子的正常排列，打乱单晶的正常生长。

综上所述，如何提供一种在移动时不易发生损坏并且对导流筒结构影响较小的测距石英棒，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题为提供一种晶硅熔炉用熔硅液面测距组件以及一种晶硅熔炉，该晶硅熔炉的导流筒上安装有该晶硅熔炉用熔硅液面测距组件，该测距组件通过其结构设计，不仅具有移动不易发生损坏的优点，同时对导流筒结构的影响较小。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种晶硅熔炉用熔硅液面测距组件，安装于晶硅熔炉的导流筒上，用于测量导流筒与熔硅液面之间的距离，包括：

用于安装于所述导流筒上的固定件；

与所述固定件滑动连接的滑动件，所述滑动件可沿竖直方向滑动。

优选地，所述固定件与所述滑动件连接的一端设置有滑动通孔，所述滑动件插入至所述滑动通孔中。

优选地，所述固定件为板式结构。

优选地，所述滑动件沿其滑动方向开设有滑槽，所述固定件插入至所述滑槽中。

本实用新型还提供了一种晶硅熔炉，包括导流筒，所述导流筒上可拆卸安装有如上所述的晶硅熔炉用熔硅液面测距组件，所述晶硅熔炉用熔硅液面测距组件的固定件与所述导流筒相连接。

优选地，所述导流筒上开设有安装通孔，所述固定件插入至所述安装通孔中。

优选地，所述固定件插入至所述安装通孔的一端设置有止步部件。

本实用新型提供了一种晶硅熔炉用熔硅液面测距组件，安装于晶硅熔炉的导流筒上，用于测量导流筒与熔硅液面之间的距离，在本实用新型中，晶硅熔炉用熔硅液面测距组件包括：用于安装于导流筒上的固定件；与固定件滑动连接的滑动件，滑动件可沿竖直方向滑动。

固定件安装于导流筒上，滑动件与固定件之间采用分体式结构设计，使得固定件在导流筒上的安装方式多样化，并且对固定件进行安装时，仅需要在导流筒上开设一个安装孔即可实现固定件的固定设置。因此，在本实用新型的使用过程中，不会由于在导流筒上设置有晶硅熔炉用熔硅液面测距组件而对导流筒的结构产生影响。

滑动件与固定件之间采用了滑动连接的方式进行连接，由于固定件与导流筒之间为相对固定的连接，因此，滑动件相对于导流筒能够进行滑动运动。具体地，滑动件可沿竖直方向进行滑动，在导流筒的移动过程中，滑动件触碰到障碍物时能够进行相对于导流筒的移动，避免了与障碍物的硬性接触，减低其发生损坏的概率。

本实用新型提供的晶硅熔炉用熔硅液面测距组件，由于采用分体式结构设计，将晶硅熔炉用熔硅液面测距组件设计为固定件和滑动件，固定件安装于导流筒上，由于与导流筒之间采用固定设置，因此能够避免固定件的安装对导流筒的结构改变。滑动件于固定件之间采用滑动连接，既能够降低滑动件在导流筒移动时与其他硬物发生碰撞而损坏的概率，提高测距组件的使用寿命；同时有能够避免碳毡粉沫的掉落，提高硅晶体的产品质量。

本实用新型还提供了一种晶硅熔炉，用于对硅原料进行加热使其熔化并形成硅锭或者硅棒，晶硅熔炉包括导流筒，导流筒的主要作用为：在单晶炉中引导气流和热屏障。导流筒上可拆卸安装有如上所述的晶硅熔炉用熔硅液面测距组件，晶硅熔炉用熔硅液面测距组件的固定件与导流筒相连接。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种实施例中固定件的结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例中滑动件的结构示意图；

图3为本实用新型一种实施例中晶硅熔炉用熔硅液面测距组件安装于导流筒上的结构示意图；

图4为图3中结构中晶硅熔炉用熔硅液面测距组件触碰到障碍物时的示意图；

图1至图4中部件名称与附图标记的对应关系为：

导流筒1；固定件2；滑动件3。

具体实施方式

本实用新型的核心为提供一种晶硅熔炉用熔硅液面测距组件以及一种晶硅熔炉，该晶硅熔炉的导流筒上安装有该晶硅熔炉用熔硅液面测距组件，在该测距组件中采用分体式结构设计，由固定件与滑动件组成，通过该结构设计，不仅具有导流筒移动时测距组件不易发生损坏的优点，同时对导流筒结构的影响较小。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1至图4，其中，图1为本实用新型一种实施例中固定件的结构示意图；图2为本实用新型一种实施例中滑动件的结构示意图；图3为本实用新型一种实施例中晶硅熔炉用熔硅液面测距组件安装于导流筒上的结构示意图；图4为图3中结构中晶硅熔炉用熔硅液面测距组件触碰到障碍物时的示意图。

本实用新型提供了一种晶硅熔炉用熔硅液面测距组件，安装于晶硅熔炉的导流筒1上，用于测量导流筒1与熔硅液面之间的距离，在本实用新型中，晶硅熔炉用熔硅液面测距组件包括：用于安装于导流筒1上的固定件2；与固定件2滑动连接的滑动件3，滑动件3可沿竖直方向滑动。

固定件2安装于导流筒1上，其安装方式可以采用固定安装，也可以采用可拆卸安装，固定件2的主要作用为：实现滑动件3于导流筒1上的安装。在本实用新型中，由于滑动件3与固定件2之间采用分体式结构设计，使得固定件2在导流筒1上的安装方式多样化，并且对固定件2进行安装时，仅需要在导流筒1上开设一个安装孔即可实现固定件2的固定设置。由此，不会由于在导流筒1上设置有晶硅熔炉用熔硅液面测距组件而对导流筒1的结构产生影响（相对于现有技术影响较小）。

滑动件3与固定件2之间采用了滑动连接的方式进行连接，由于固定件2与导流筒1之间为相对固定的连接，因此，滑动件3相对于导流筒1能够进行滑动运动。具体地，滑动件3可沿竖直方向进行滑动，在导流筒1的移动（沿竖直方向上下移动）过程中，滑动件3触碰到障碍物时能够进行相对于导流筒1的移动，避免了与障碍物的硬性接触，减低其发生损坏的概率。

在上述结构设计中，滑动件3相对于导流筒1之间的相对滑动是通过滑动件3与固定件2之间采用分体式结构设计实现的，因此，晶硅熔炉用熔硅液面测距组件中滑动件3的滑动与导流筒1中间层设置的石墨软毡不会发生相对运动，该结构设计能够避免碳毡粉沫掉入硅熔液中（如果碳毡粉沫掉入至硅熔液中，则会破坏硅原子的正常排列，打乱单晶的正常生长）的情况发生，提高了硅晶体的产品品质。

本实用新型提供的晶硅熔炉用熔硅液面测距组件，由于采用分体式结构设计，将晶硅熔炉用熔硅液面测距组件设计为固定件2和滑动件3，固定件2安装于导流筒1上，由于与导流筒1之间采用固定设置，因此能够避免固定件2的安装对导流筒1的结构改变。滑动件3与固定件2之间采用滑动连接，既能够降低滑动件3在导流筒1移动时与其他硬物发生碰撞而损坏的概率，提高测距组件的使用寿命；同时又能够避免碳毡粉沫的掉落，提高硅晶体的产品质量。

具体地，在本实用新型的一个具体实施方式中，固定件2与滑动件3之间的连接结构为：固定件2与滑动件3连接的一端设置有滑动通孔，滑动件3插入至滑动通孔中。滑动通孔与固定件2为一体式结构设计，可以采用直接在固定件2上打孔形成，滑动通孔的尺寸略大于滑动件3的尺寸，如此在滑动件3的端部设置有卡位部件后，既能够保证滑动件3的顺利滑动，又能够避免滑动件3发生幅度较大的晃动。

当然，固定件2与滑动件3之间还可以采用如下结构设计：固定件2的端部设置有滑槽，滑动件3上设置有与滑槽相适配的滑轨。当然，上述滑槽也可以设置于滑动件3上，固定件2上设置滑轨。

具体地，固定件2为板式结构，滑动通孔的中心线垂直固定件2的平面。

本实用新型还提供了一种晶硅熔炉，用于对硅原料进行加热使其熔化并形成硅锭，晶硅熔炉包括导流筒1，导流筒1的主要作用为：在单晶炉中引导气流和热屏障。导流筒1上可拆卸安装有如上所述的晶硅熔炉用熔硅液面测距组件，晶硅熔炉用熔硅液面测距组件的固定件2与导流筒1相连接。

在导流筒1的底部设有安装通孔，固定件2安装于安装通孔中，如此保证晶硅熔炉用熔硅液面测距组件中的滑动件3能够进行距离测量。

具体地，固定件2插入至安装通孔的一端设置有止步部件，如此避免固定件2从安装通孔中脱落的情况发生，提高晶硅熔炉用熔硅液面测距组件安装的稳定性。

以上对本实用新型所提供的一种晶硅熔炉用熔硅液面测距组件以及一种晶硅熔炉进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种晶硅熔炉用熔硅液面测距组件，安装于晶硅熔炉的导流筒（1）上，用于测量导流筒（1）与熔硅液面之间的距离，其特征在于，包括：

用于安装于所述导流筒（1）上的固定件（2）；

与所述固定件（2）滑动连接的滑动件（3），所述滑动件（3）可沿竖直方向滑动。

2.根据权利要求1所述的晶硅熔炉用熔硅液面测距组件，其特征在于，所述固定件（2）与所述滑动件（3）连接的一端设置有滑动通孔，所述滑动件（3）插入至所述滑动通孔中。

3.根据权利要求2所述的晶硅熔炉用熔硅液面测距组件，其特征在于，所述固定件（2）为板式结构。

4.根据权利要求1所述的晶硅熔炉用熔硅液面测距组件，其特征在于，所述滑动件（3）沿其滑动方向开设有滑槽，所述固定件（2）插入至所述滑槽中。

5.一种晶硅熔炉，包括导流筒（1），其特征在于，

所述导流筒（1）上可拆卸安装有如权利要求1至4任一项所述的晶硅熔炉用熔硅液面测距组件，所述晶硅熔炉用熔硅液面测距组件的固定件（2）与所述导流筒（1）相连接。

6.根据权利要求5所述的晶硅熔炉，其特征在于，所述导流筒（1）上开设有安装通孔，所述固定件（2）插入至所述安装通孔中。

7.根据权利要求6所述的晶硅熔炉，其特征在于，所述固定件（2）插入至所述安装通孔的一端设置有止步部件。

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