CN205528391U

CN205528391U - 一种可减少坩埚沉积物的石英坩埚熔制机

Info

Publication number: CN205528391U
Application number: CN201620102813.6U
Authority: CN
Inventors: 韩东; 赵亮; 祝立君; 杜兴林
Original assignee: Inner Mongolia Ojing Quartz Co Ltd
Current assignee: Inner Mongolia Ojing Quartz Co Ltd
Priority date: 2016-02-01
Filing date: 2016-02-01
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2026-02-01

Abstract

本实用新型公开了一种可减少坩埚沉积物的石英坩埚熔制机，其包括石英坩埚上方的大孔遮热板，所述大孔遮热板的中心开孔直径为350—500mm，所述大孔遮热板的中心开孔处设有三根电极，在大孔遮热板上方设有石英罩，所述石英罩的中心设有石英罩开孔，且所述石英罩开孔正对所述大孔遮热板的中心开孔，其还包括有电极吹扫系统。本实用新型通过增加电极吹扫系统，将电极上的沉积物吹散、吹落，防止沉积物过度累积，再结合石英罩，利用坩埚内热气流的引导作用将沉积物排出，起到烟筒效应，使得沉积物排出更彻底；5、将排风系统与电极吹扫系统相结合，提高产品的合格率和品质，合格率提高2-4％。

Description

一种可减少坩埚沉积物的石英坩埚熔制机

技术领域：

本实用新型涉及一种石英坩埚熔制机，特别是涉及一种可减少坩埚沉积物的石英坩埚熔制机。

背景技术：

目前，生产石英坩埚熔制机结构中，遮热板材质多采用不锈钢(内通循环水冷却)或是高纯石英板。在坩埚熔制坩埚过程中为了保证热量不散失，遮热板开孔直径一般在270—300mm之间。由于遮热板开孔较小，热量较高，在熔制坩埚过程中不锈钢遮热板经常发生电弧灼烧遮热板现象，导致遮热板上的金属颗粒掉入坩埚内表面后形成黑点，该黑点主要成分为铁元素，在拉单晶过程中会严重影响单晶品质，同时也会引起坩埚析晶等问题，造成坩埚不合格；另外长时间高温也易造成遮热板局部接缝漏水，掉入坩埚，造成缺陷。而高纯石英板虽然避免了杂质掉入，但是加工成本高，在使用中由于离坩埚和电弧很近，容易变形甚至炸裂，需要经常更换。将大孔遮热板和高纯石英板结合，虽然减少了金属遮热板的问题，降低了石英板的成本，但是还是不能解决石英板变形和炸裂的问题。

另外，现有的石英坩埚熔制机排风系统多安装在隔音墙顶部，距离遮热板较远，排风效果不佳，同时也没有主动清理沉积物的手段。这导致了在熔制过程中部分沉积在石墨电极表面的SiO₂沉积物不能被及时排走，逐渐积累，直至掉入到坩埚内，在坩埚内表形成白斑、附着物及气泡群。在拉单晶过程中坩埚的白斑、附着物和气泡群极易被硅液侵蚀，造成单晶成品率低，氧含量高等问题。

专利号为CN201420470841的专利采用了一种带有石英罩的排风系统结构，能够提高排风效率，减少沉积物的形成。但是，这种方法只能对还未形成沉积物的二氧化硅蒸气有效果，对于阻止已形成的沉积物的掉落效果不明显，缺乏主动清理沉积物的手段。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种可减少坩埚沉积物的石英坩埚熔制机。

本实用新型的目的由如下技术方案实施：一种可减少坩埚沉积物的石英坩埚熔制机，其包括石英坩埚上方的大孔遮热板，所述大孔遮热板的中心开孔直径为350—500mm，所述大孔遮热板的中心开孔处设有三根电极，在大孔遮热板上方设有石英罩，所述石英罩的中心设有石英罩开孔，且所述石英罩开孔正对所述大孔遮热板的中心开孔，其还包括有电极吹扫系统，所述电极吹扫系统包括两根石英管和压缩空气供给控制系统；每根所述石英管均设置于所述大孔遮热板上方，所述石英管的进气口端穿过所述石英罩，并与所述压缩空气供给控制系统连接，所述石英管的出气口端至电极的距离为坩埚半径的0.5～0.8倍，每根所述石英管的轴线分别经过三根所述电极中的两根，且两根所述石英管的轴线相交于一点。

具体的，所述压缩空气供给控制系统包括空气压缩机、过滤调压器、流量计和电磁阀，所述空气压缩机的空气出口与所述过滤调压器的空气进口管路连接，所述过滤调压器的空气出口分别与两根所述石英管的进气口管路连接，连接所述过滤调压器的空气出口与两根所述石英管的进气口管路上分别设有所述流量计和所述电磁阀。过滤调压器需要能过滤水和油；通过调节过滤调压器和流量计使石英管的出气口附近压强为0.5～1MPa，流量为50～200ml/s。吹气的时机要根据实际工艺和沉积物的多少而定。

优选的，每根所述石英管的管口截面积为20～200mm²，长度为0.5～1米。

优选的，所述的一种可减少坩埚沉积物的石英坩埚熔制机，还包括有排风系统，所述排风系统包括排风管道和排风机，所述排风机的进风口与所述排风管道的出风口连接；所述石英罩侧面开设有排风口，所述排风管道的进风口正对所述石英罩侧面的排风口。

优选的，所述石英罩侧面的排风口直径为270—350mm；所述排风管道的进风口与所述石英罩侧面的排风口之间的距离为20cm-100cm。

本实用新型的优点在于：1、通过扩大遮热板开孔直径，避免或减少电弧灼烧遮热板几率，提高产品合格率；2、同时在大孔遮热板上方增加石英罩，避免热量流失，提高熔制效率；3、由于石英罩离坩埚和电极更远，减少了变形和炸裂的可能，石英罩由废坩埚制成，加工成本低，即使石英罩有颗粒掉落，由于其成分与坩埚一致，造成的影响也较小；4、通过增加电极吹扫系统，将电极上的沉积物吹散、吹落，防止沉积物过度累积，再结合石英罩，利用坩埚内热气流的引导作用将沉积物排出，起到烟筒效应，使得沉积物排出更彻底；5、将排风系统与电极吹扫系统相结合，提高产品的合格率和品质，合格率提高2-4％。

附图说明：

图1为一种可减少坩埚沉积物的石英坩埚熔制机的俯视图。

图2为一种可减少坩埚沉积物的石英坩埚熔制机的剖面图。

图3为电极吹扫系统示意图。

排风系统1，进风口101，石英罩2，排风口201，大孔遮热板3，电极4，电极5，电极6，石英坩埚7，石英管8，石英管9，空气压缩机10，过滤调压器11，流量计12，电磁阀13。

具体实施方式：

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1和图2所示，一种可减少坩埚沉积物的石英坩埚熔制机，其包括18英寸石英坩埚7上方的材质为不锈钢或石英玻璃的大孔遮热板3、电极吹扫系统和排风系统1，大孔遮热板3的中心开孔直径为350—500mm，本实施例为420mm。大孔遮热板3的中心开孔处设有三根电极，分别为电极4、电极5和电极6，在大孔遮热板3上方设有石英罩2，石英罩2的中心设有石英罩开孔，且石英罩开孔正对大孔遮热板3的中心开孔；电极吹扫系统包括石英管8、石英管9和压缩空气供给控制系统，压缩空气供给控制系统包括空气压缩机10、过滤调压器11、流量计12和电磁阀13；石英管8和石英管9 均设置于大孔遮热板3上方，石英管8和石英管9的进气口端穿过石英罩2，石英管8的出气口端至电极5的距离均为120mm，石英管9的出气口端至电极6的距离均为120mm，石英管8的轴线分别经过电极5和电极4，石英管9的轴线分别经过电极6和电极4，且石英管8和石英管9的轴线相交于一点。空气压缩机10的空气出口与过滤调压器11的空气进口管路连接，过滤调压器11的空气出口分别与石英管8和石英管9的进气口管路连接，连接过滤调压器11的空气出口与石英管8和石英管9的进气口管路上分别设有流量计12和电磁阀13。石英管8和石英管9的直径均为10mm，长度均为1米。过滤调压器11需要能过滤水和油；通过调节过滤调压器11和流量计12使石英管8和石英管9的出气口附近压强均为0.5MPa，流量均为80ml/s，气流分别依次经过电极5、电极4和电极6、电极4。在石英熔制开始5min后，开启吹扫，每隔5min吹扫2min，同时不断通过石英罩2的排风口201向外排风，将SiO₂蒸汽及沉积物及时抽走。

排风系统1包括排风管道和排风机，排风机的进风口与排风管道的出风口连接；石英罩2侧面开设有排风口201，排风管道的进风口101正对石英罩2侧面的排风口201。石英罩2侧面的排风口201直径为270—350mm，本实施例为300mm；排风管道的进风口101与石英罩2侧面的排风口201之间的距离为20cm-100cm，本实施例为50cm。

以上是本实用新型的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种可减少坩埚沉积物的石英坩埚熔制机，其包括石英坩埚上方的大孔遮热板，所述大孔遮热板的中心开孔直径为350—500mm，所述大孔遮热板的中心开孔处设有三根电极，在大孔遮热板上方设有石英罩，所述石英罩的中心设有石英罩开孔，且所述石英罩开孔正对所述大孔遮热板的中心开孔，其特征在于，其还包括有电极吹扫系统，所述电极吹扫系统包括两根石英管和压缩空气供给控制系统；每根所述石英管均设置于所述大孔遮热板上方，所述石英管的进气口端穿过所述石英罩，并与所述压缩空气供给控制系统连接，所述石英管的出气口端至电极的距离为坩埚半径的0.5～0.8倍，每根所述石英管的轴线分别经过三根所述电极中的两根，且两根所述石英管的轴线相交于一点。

2.根据权利要求1所述的一种可减少坩埚沉积物的石英坩埚熔制机，其特征在于，所述压缩空气供给控制系统包括空气压缩机、过滤调压器、流量计和电磁阀，所述空气压缩机的空气出口与所述过滤调压器的空气进口管路连接，所述过滤调压器的空气出口分别与两根所述石英管的进气口管路连接，连接所述过滤调压器的空气出口与两根所述石英管的进气口管路上分别设有所述流量计和所述电磁阀。

3.根据权利要求2所述的一种可减少坩埚沉积物的石英坩埚熔制机，其特征在于，每根所述石英管的管口截面积为20～200mm²，长度为0.5～1米。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种可减少坩埚沉积物的石英坩埚熔制机，其特征在于，其还包括有排风系统，所述排风系统包括排风管道和排风机，所述排风机的进风口与所述排风管道的出风口连接；所述石英罩侧面开设有排风口，所述排风管道的进风口正对所述石英罩侧面的排风口。

5.根据权利要求4所述的一种可减少坩埚沉积物的石英坩埚熔制机，其特征在于，所述石英罩侧面的排风口直径为270—350mm；所述排风管道的进风口与所述石英罩侧面的排风口之间的距离为20cm-100cm。