CN202968739U - 改进的区熔炉观察窗口 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种非金属晶体制造设备中的一个部分，旨在提供一种改进的区熔炉观察窗口。该区熔炉观察窗口包括窗口玻璃、压板和垫片；所述压板包括内层玻璃压板、中层玻璃压板和外层玻璃压板，窗口玻璃包括内层玻璃、中层玻璃和外层玻璃；外层玻璃固定在中层玻璃压板和外层玻璃压板之间，中层玻璃固定在内层玻璃压板和中层玻璃压板之间，内层玻璃固定在内层玻璃压板和外层玻璃压板之间，垫片安装于压板和窗口玻璃之间；中层玻璃压板上有进水口和出水口。本实用新型为拉晶人员提供一个布局合理、视野开阔、密封性好、安全可靠，且能承受炉内高温高压的观察窗口。

Description

改进的区熔炉观察窗口

技术领域

本实用新型是关于一种非金属晶体制造设备中的一个部分，特别涉及一种改进的区熔炉观察窗口。

背景技术

区熔炉是一种新型的单晶硅生长炉，它利用线圈将原料硅棒局部加热熔化，熔区依靠熔硅的表面张力和加热线圈提供的磁托浮力而处于悬浮态，然后从熔区下方利用旋转着的籽晶将熔硅拉制成单晶硅。悬浮区熔时，熔区呈悬浮状态，不与任何物质相接触，因而不会被沾污。此外，由于硅中杂质的分凝效应和蒸发效应，可以获得高纯硅单晶。

由于区熔生长法的特殊性，到目前区熔单晶炉自动长晶工艺尚不成熟，区熔硅单晶生长的过程中，需要拉晶人员根据熔区状态进行功率、生长速度和转速等工艺参数的调整，这要求区熔炉提供一个拉晶人员便于观察的观察窗口。由于区熔炉炉内充满保护气体或掺杂气体，绝对压力达到5bar以上，这对观察窗口的密封性、安全性都提出了很高的要求：掺杂气体泄漏、观察窗口玻璃破碎等都将严重威胁拉晶人员人身安全。

传统的晶体生长炉观察窗口中，最典型的是直拉硅单晶炉以及多晶硅铸锭炉观察窗口。中国专利CN 201648563U公开了一种镀金隔热单晶炉视窗，采用双层玻璃结构：内层玻璃为石英玻璃，外层玻璃采用镀金玻璃隔热，中间为空气。这种结构主要用于负压的单晶生长炉观察窗，无法满足区熔炉正压的密封和承压要求，且镀金玻璃价格高，隔热效果无法达到水冷的效果，无法满足拉晶人员长时间、近距离观察的要求。中国专利CN 102296357A公开了一种拉晶炉观察窗，采用单层镀膜玻璃，也无法满足要求。中国专利CN 102181942A、CN 102212886A、CN 101274759B等均为单晶炉或多晶硅铸锭炉观察窗口，利用摄像头成像的形式观察，而区熔单晶炉中由于熔区处于线圈中间，摄像机无法成像，这种结构也无法满足要求。

现有的区熔炉观察窗口，采用双层玻璃结构，并在内层玻璃和外层玻璃之间通水冷却，但此结构中内层玻璃里层和外层温差大，易出现内层玻璃破碎的现象。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种布局合理、安全可靠的区熔炉观察窗口。为解决上述技术问题，本实用新型的解决方案是：

提供一种改进的区熔炉观察窗口，包括窗口玻璃，所述区熔炉观察窗口还包括压板和垫片；所述压板包括内层玻璃压板、中层玻璃压板和外层玻璃压板，窗口玻璃包括内层玻璃、中层玻璃和外层玻璃；外层玻璃固定在中层玻璃压板和外层玻璃压板之间，中层玻璃固定在内层玻璃压板和中层玻璃压板之间，内层玻璃固定在内层玻璃压板和外层玻璃压板之间，垫片安装于压板和窗口玻璃之间；中层玻璃压板上有进水口和出水口。

作为进一步的改进，所述内层玻璃压板通过焊接或者螺钉固定到炉体上，中层玻璃压板通过螺钉固定在内层玻璃压板上，外层玻璃压板通过螺钉固定在中层玻璃压板上。

作为进一步的改进，所述进水口位于中层玻璃压板的下方，出水口位于中层玻璃压板的上方。

作为进一步的改进，所述压板为环状结构，且至少具有一个沉肩。

作为进一步的改进，所述沉肩的直径不小于100mm，其中内层玻璃压板的沉肩深度大于内层玻璃的厚度。

作为进一步的改进，所述窗口玻璃直径比压板沉肩直径小1～5mm。

作为进一步的改进，所述垫片为环状结构，其外径与窗口玻璃直径一致，内径与压板内孔直径一致。

作为进一步的改进，所述垫片有5块，分别设置于：内层玻璃与内层玻璃压板之间、内层玻璃与中层玻璃之间、中层玻璃与中层玻璃压板之间、中层玻璃压板与外层玻璃之间、外层玻璃与外层玻璃压板之间。

作为进一步的改进，所述内层玻璃与内层玻璃压板之间的垫片为全氟橡胶垫片，其余垫片为全氟橡胶垫片或聚四氟乙烯垫片。

作为进一步的改进，所述窗口玻璃为透明玻璃。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

为拉晶人员提供一个布局合理、视野开阔、密封性好、安全可靠，且能承受炉内高温高压的观察窗口。

附图说明

图1为现有技术的观察窗示意图。

图2为本实用新型的观察窗示意图。

图中的附图标记为：1内层玻璃压板；2内层玻璃；3垫片；4中层玻璃；5外层玻璃；6中层玻璃压板；7外层玻璃压板；8出水口；9进水口。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

图2中改进的区熔炉观察窗口包括窗口玻璃、压板和垫片3，窗口玻璃包括内层玻璃2、中层玻璃4和外层玻璃5，压板包括内层玻璃压板1、中层玻璃压板6和外层玻璃压板7。

内层玻璃压板1通过焊接或者螺钉固定到炉体上，中层玻璃压板6通过螺钉固定在内层玻璃压板1上，外层玻璃压板7通过螺钉固定在中层玻璃压板6上。压板为环状结构，且至少具有一个沉肩，沉肩的直径不小于100mm，其中内层玻璃压板1沉肩深度大于内层玻璃2的厚度。所述中层玻璃压板6上有进水口9和出水口8，所述进水口9位于中层玻璃压板6的下方，出水口8位于中层玻璃压板6的上方。

本实用新型采用三层玻璃结构，内层玻璃2为透明玻璃，最好为硼硅酸玻璃或者铝硅酸玻璃，厚度不小于15mm，主要起到承受正压和高温的作用；中层玻璃4和外层玻璃5是可为硼硅酸玻璃、铝硅酸玻璃或石英玻璃，厚度不小于5mm。窗口玻璃的直径比压板沉肩直径小1～5mm。外层玻璃5固定在中层玻璃压板6和外层玻璃压板7之间，中层玻璃4固定在内层玻璃压板1和中层玻璃压板6之间，内层玻璃2固定在内层玻璃压板1和外层玻璃压板7之间。

所述垫片3为环状结构，其外径与窗口玻璃的直径一致，内径与压板内孔直径一致。垫片3共有5块，内层玻璃2与内层玻璃压板1之间的全氟橡胶垫片，能够起到很好的密封作用，且能耐高温，内层玻璃2与中层玻璃4之间、中层玻璃4与中层玻璃压板6之间、中层玻璃压板6与外层玻璃5之间、外层玻璃5与外层玻璃压板7之间为全氟橡胶垫片或聚四氟乙烯垫片，能够起到很好的缓冲作用，防止窗口玻璃在安装过程中因为螺钉拧得过紧而造成窗口玻璃的碎裂，同时也能起到密封的作用。

中层玻璃4和外层玻璃5之间有冷却水，内层玻璃2和中层玻璃4之间为空气，使得拉晶人员能够长时间在观察窗口前观察熔区状况。相对于图1的现有技术，采用双层玻璃：内层玻璃2和外层玻璃5，内层玻璃2和外层玻璃5之间通水冷却，内层玻璃2里层和外层温差很大，容易导致内层玻璃2出现裂纹，对拉晶人员造成安全隐患，冷却水进入炉内也容易造成设备的损害和材料的浪费。而本实用新型中，内层玻璃2里层和外层温差不大，大大降低了出现裂纹的概率，更加安全和稳定。

当然，此种用于区熔炉的观察窗口并不仅限于区熔炉中的使用，也可用于其他环境中。在本实用新型的启示下，不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同或相类似的技术方案，均在其保护范围之内。

Claims (10)

1.一种改进的区熔炉观察窗口，包括窗口玻璃，其特征在于，所述区熔炉观察窗口还包括压板和垫片；所述压板包括内层玻璃压板、中层玻璃压板和外层玻璃压板，窗口玻璃包括内层玻璃、中层玻璃和外层玻璃；外层玻璃固定在中层玻璃压板和外层玻璃压板之间，中层玻璃固定在内层玻璃压板和中层玻璃压板之间，内层玻璃固定在内层玻璃压板和外层玻璃压板之间，垫片安装于压板和窗口玻璃之间；中层玻璃压板上有进水口和出水口。

2.根据权利要求1所述的区熔炉观察窗口，其特征在于，所述内层玻璃压板通过焊接或者螺钉固定到炉体上，中层玻璃压板通过螺钉固定在内层玻璃压板上，外层玻璃压板通过螺钉固定在中层玻璃压板上。

3.根据权利要求1所述的区熔炉观察窗口，其特征在于，所述进水口位于中层玻璃压板的下方，出水口位于中层玻璃压板的上方。

4.根据权利要求1所述的区熔炉观察窗口，其特征在于，所述压板为环状结构，且至少具有一个沉肩。

5.根据权利要求4所述的区熔炉观察窗口，其特征在于，所述沉肩的直径不小于100mm，其中内层玻璃压板的沉肩深度大于内层玻璃的厚度。

6.根据权利要求5所述的区熔炉观察窗口，其特征在于，所述窗口玻璃直径比压板沉肩直径小1～5mm。

7.根据权利要求6所述的区熔炉观察窗口，其特征在于，所述垫片为环状结构，其外径与窗口玻璃直径一致，内径与压板内孔直径一致。

8.根据权利要求1所述的区熔炉观察窗口，其特征在于，所述垫片有5块，分别设置于：内层玻璃与内层玻璃压板之间、内层玻璃与中层玻璃之间、中层玻璃与中层玻璃压板之间、中层玻璃压板与外层玻璃之间、外层玻璃与外层玻璃压板之间。

9.根据权利要求8所述的区熔炉观察窗口，其特征在于，所述内层玻璃与内层玻璃压板之间的垫片为全氟橡胶垫片，其余垫片为全氟橡胶垫片或聚四氟乙烯垫片。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的区熔炉观察窗口，其特征在于，所述窗口玻璃为透明玻璃。

Images