CN203049080U - 一种用于区熔法制备硅单晶的加热线圈 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于区熔法制备硅单晶的加热线圈，包括线圈骨架和线圈冷却水管，所述线圈冷却水管焊接嵌入所述线圈骨架内，其特征在于：所述线圈为平板单匝结构，所述线圈骨架的上表面设有向线圈内部凹陷的第一台阶，所述第一台阶底部一端与所述线圈骨架内圆上边沿连接成斜面，与水平面呈第一倾斜角，所述第一台阶外沿设有一圈向外突起的第二台阶，所述第二台阶的截面呈一直角梯形，所述直角梯形的直角侧边与所述第一台阶的顶部相接；所述骨架内圆下边沿和线圈下表面连接成斜面，与水平面呈第二倾斜角。本实用新型的有益效果是提供一种热场均匀、熔硅下行顺畅、成晶率高的区熔法制备硅单晶的加热线圈。
Description
技术领域
本实用新型属于区熔技术领域，尤其是涉及一种区熔法制备硅单晶的加热线圈。
背景技术
区熔硅单晶在生长过程中的稳定性非常重要，在制备期间如出现多晶硅边缘长刺、熔区凝固、熔区出现腰带、塌炉等情况都将中断整个制备过程。因此，一个稳定的、均匀的用于区熔硅单晶的热场是十分重要的。热场的核心部分是加热线圈，常规台阶线圈在使用大直径多晶料时易出现熔硅下行不畅如出嘟噜、出腰带现象，影响成晶率。
另外，常规单匝线圈有一个主缝，常规单匝线圈有一个主缝，为了达到相对平衡的热场条件需要与主缝相对的开一条副缝，但是随着单晶直径的变大，热场的不均匀程度明显，化料成晶困难。
发明内容
本实用新型要解决的问题是提供一种热场均匀、熔硅下行顺畅、成晶率高的区熔法制备硅单晶的加热线圈。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于区熔法制备硅单晶的加热线圈，包括线圈骨架和线圈冷却水管，所述线圈冷却水管焊接嵌入所述线圈骨架内，所述线圈为平板单匝结构，所述线圈骨架的上表面设有向线圈内部凹陷的第一台阶，所述第一台阶底部一端与所述线圈骨架内圆上边沿连接成斜面，与水平面呈第一倾斜角，所述第一台阶外沿设有一圈向外突起的第二台阶，所述第二台阶的截面呈一直角梯形，所述直角梯形的直角侧边与所述第一台阶的顶部相接；所述骨架内圆下边沿和线圈下表面连接成斜面，与水平面呈第二倾斜角。
所述线圈骨架内圆处开有贯通上下表面的十字切缝，沿顺时针方向分别为第一切缝、第二切缝、第三切缝和第四切缝，在所述线圈骨架外圆沿第一切缝方向的一侧设有连接电极的法兰，所述法兰与第一切缝间开有一条主缝，所述线圈骨架上沿第三切缝方向还开有一条副缝，所述主缝和副缝的宽度均小于所述十字切缝的宽度。
所述副缝的长度为10-300mm。
本实用新型具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，副缝的设计，有效的均衡了热场的不对称性，台阶斜面线圈的设计，可改善化料，解决腰上包裹不熔化硅的问题，能够有效地提高成晶率和合格率。
附图说明
图1是本实用新型的俯视示意图
图2是图1的的A-A剖面示意图
图中：
1、线圈骨架 2.1、切缝 2.2、切缝
2.3、切缝 2.4、切缝 3、法兰
4、主缝 5、副缝 6、台阶
7、斜面 8、台阶 9、斜面
10、冷却水管
具体实施方式
如图1、2所示，本实用新型包括线圈骨架1和线圈冷却水管10，线圈冷却水管10焊接嵌入线圈骨架1内。这种结构可以提高水冷却的效果，同时易于线圈表面的加工。
线圈为平板单匝结构，线圈骨架1的上表面设有两级台阶结构，包括向线圈内部凹陷的第一级台阶6，台阶6底部一端与线圈骨架1内圆上边沿连接成斜面7，与水平面呈第一倾斜角，台阶6外沿设有一圈向外突起的第二级台阶8，台阶8的截面呈一直角梯形，直角梯形的直角侧边与台阶6的顶部相接；骨架1内圆下边沿和线圈下表面连接成斜面9，与水平面呈第二倾斜角。两级台阶6、8的直径均略大于多晶硅的直径，该结构使所述用于区熔法制备硅单晶的加热线圈局部产生的电磁场增强，避免较大直径尺寸的多晶硅外沿出现毛刺；斜面7可以使电磁场的能量由内向外不至逐渐降低，是多晶熔化界面平坦且由外向内倾斜，熔化界面熔硅趋于流向熔区中心，增加了熔硅的流动性；斜面9可以加大能量辐射面积，降低多晶凝固界面温度梯度，有利于多晶结晶过程中应力的释放，减少多晶硅内部出现断裂的危险。
线圈骨架1内圆处开有贯通上下表面的十字切缝，沿顺时针方向分别为切缝2.1、切缝2.2、切缝2.3和切缝2.4，在线圈骨架1外圆沿切缝2.1方向的一侧设有连接电极的法兰3，法兰3与切缝2.1间开有一条主缝4，为了达到相对平衡的热场条件，线圈骨架1上沿切缝2.3方向还开有一条副缝5，副缝5的长度为10-300mm，能够平衡线圈主缝4与副缝5的温度梯度，主缝4和副缝5的宽度均小于十字切缝的宽度。
以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
Claims (3)
1.一种用于区熔法制备硅单晶的加热线圈，包括线圈骨架和线圈冷却水管，所述线圈冷却水管焊接嵌入所述线圈骨架内，其特征在于：所述线圈为平板单匝结构，所述线圈骨架的上表面设有向线圈内部凹陷的第一台阶，所述第一台阶底部一端与所述线圈骨架内圆上边沿连接成斜面，与水平面呈第一倾斜角，所述第一台阶外沿设有一圈向外突起的第二台阶，所述第二台阶的截面呈一直角梯形，所述直角梯形的直角侧边与所述第一台阶的顶部相接；所述骨架内圆下边沿和线圈下表面连接成斜面，与水平面呈第二倾斜角。
2.根据权利要求1所述的加热线圈，其特征在于：所述线圈骨架内圆处开有贯通上下表面的十字切缝，沿顺时针方向分别为第一切缝、第二切缝、第三切缝和第四切缝，在所述线圈骨架外圆沿第一切缝方向的一侧设有连接电极的法兰，所述法兰与第一切缝间开有一条主缝，所述线圈骨架上沿第三切缝方向还开有一条副缝，所述主缝和副缝的宽度均小于所述十字切缝的宽度。
3.根据权利要求2所述的加热线圈，其特征在于：所述副缝的长度为10-300mm。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN103993349A (zh) * | 2014-05-06 | 2014-08-20 | 洛阳金诺机械工程有限公司 | 一种使用区熔法拉制单晶硅棒的高频线圈 |
| CN106087035A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-11-09 | 天津市环欧半导体材料技术有限公司 | 一种改善区熔径向电阻率均匀性的线圈结构 |
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2012
- 2012-11-28 CN CN 201220642790 patent/CN203049080U/zh not_active Expired - Lifetime
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| TR01 | Transfer of patent right |
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Granted publication date: 20130710 |
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