CN207347691U - 一种单晶炉中石墨坩埚与托盘防粘结结构 - Google Patents
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Abstract
一种单晶炉中石墨坩埚与托盘防粘结结构，石墨坩埚设置在单晶炉炉腔内的托盘上，在石墨坩埚的侧壁与底部连接处设置有一环形平台，该环形平台将石墨坩埚的底部隔离成一环状凸台，且该环状凸台放置在托盘上时，托盘的侧壁顶部处于环形平台上；在环形平台与石墨坩埚的侧壁之间设置有环形挡块。本实用新型通过在石墨坩埚与托盘连接的环形平台外部设置环形挡块，环形挡块在环形平台的外侧形成类似于“裙边”的结构，当硅蒸汽凝结的硅液珠流到“裙边”处时，硅液珠凝固在“裙边”上或从“裙边”的底部边缘滴落到炉底，这样就阻止了硅液珠流入石墨坩埚和坩埚托盘之间连接的环形平台上，进而避免了石墨坩埚与托盘的粘结。
Description
技术领域
本实用新型涉及到半导体/光伏行业中用到的单晶炉，具体的说是一种单晶炉中石墨坩埚与托盘防粘结结构。
背景技术
半导体/光伏行业中，单晶炉是拉制单晶硅棒的主要设备。目前用单晶炉拉制单晶硅棒主要采用CZ法，此方法的特征是在单晶炉中装入石墨热场，把多晶硅料装入石英坩埚中，通过石墨加热器加热把多晶料熔化，然后经过引晶、转肩、等径、收尾等过程完成单晶棒的拉制。目前单晶炉热场中石墨坩埚与石墨坩锅托盘是根据设计的卡槽对接起来，简单实用。
以上连接结构在使用时发现，在多晶料熔化、单晶棒拉制过程中，单晶炉中硅熔体的温度在1420℃左右，此温度下会有少量的熔硅蒸发变成硅蒸汽，这些硅蒸汽碰到石墨坩埚壁会遇冷凝结成液珠，液珠在重力作用下顺着石墨坩埚壁向下淌，进而流到石墨坩埚与托盘的连接平面，这样在液珠冷却凝固后会导致石墨坩埚和托盘粘结在一起，非常不利于拆卸安装，这些凝结的硅固体会破坏连接面的平整，造成装配困难，在拉晶过程中因下轴旋转会引起熔体液面的不平稳，直接影响到单晶棒的质量，严重时甚至无法成晶。
实用新型内容
为解决硅蒸汽在石墨坩埚壁上凝结形成液珠，进而沿石墨坩埚壁向下流淌到石墨坩埚与托盘的连接平面将两者粘结在一起的问题，本实用新型提供了一种单晶炉中石墨坩埚与托盘防粘结结构，通过在石墨坩埚与托盘连接的环形平台外部设置环形挡块，环形挡块在环形平台的外侧形成类似于裙边的结构，从而阻止液化的硅蒸汽沿石墨坩埚侧壁流到环形平台上，进而避免了石墨坩埚与托盘的粘结。
本实用新型为解决上述技术问题所采用的方案为：一种单晶炉中石墨坩埚与托盘防粘结结构，所述石墨坩埚设置在单晶炉炉腔内的托盘上，在石墨坩埚的侧壁与底部连接处设置有一环形平台，该环形平台将石墨坩埚的底部隔离成一环状凸台，且该环状凸台放置在托盘上时，托盘的侧壁顶部处于环形平台上；在环形平台与石墨坩埚的侧壁之间设置有环形挡块，且环形挡块的内壁与托盘的侧壁间留有间隙，环形挡块的外壁与石墨坩埚的侧壁形成平滑过渡。
本实用新型中，所述环形挡块的外壁和内壁的顶部均向中间倾斜，并由一个凸的弧形面连接，且弧形面与外壁顶部和内壁顶部的连接处为平滑过渡。
本实用新型中，所述外壁的倾斜角度大于内壁的倾斜角度，该倾斜角度是指内壁或外壁与水平面形成的锐角夹角。
本实用新型中，所述环形挡块的内壁与环形平台连接处形成弧形上凹连接面。
本实用新型中，所述环形挡块的材质与石墨坩埚的材质相同，且两者一体成形。
本实用新型中，所述环形挡块的高度为3-5mm，上部最厚处的厚度为5-8mm。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型通过在石墨坩埚与托盘连接的环形平台外部设置环形挡块，环形挡块在环形平台的外侧形成类似于“裙边”的结构，当硅蒸汽凝结的硅液珠流到“裙边”处时，硅液珠凝固在“裙边”上或从“裙边”的底部边缘滴落到炉底，这样就阻止了硅液珠流入石墨坩埚和坩埚托盘之间连接的环形平台上，进而避免了石墨坩埚与托盘的粘结。经多炉生产验证，该设计的应用保持了连接面的平整，提高了石墨件的使用寿命，同时降低了液面晃动的发生几率，粘连现象的消除也便于石墨部件的拆卸安装，也延长了石墨件的寿命保证熔体液面的平稳，具有结构简单、成本低、稳定可靠等优点。
附图说明
图1为本实用新型中石墨坩埚和托盘的安装结构示意图；
图2为本实用新型中石墨坩埚的结构示意图；
图3为图2中A处的细节放大示意图；
图4为本实用新型中环形挡块的结构示意图；
附图标记：1、托盘，101、侧壁，2、石墨坩埚，201、环形平台，202、环状凸台，3、环形挡块，301、外壁，302、弧形面，303、内壁，304、弧形上凹连接面。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的以及有益效果易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
如图所示，一种单晶炉中石墨坩埚与托盘防粘结结构，所述石墨坩埚2设置在单晶炉炉腔内的托盘1上，在石墨坩埚2的侧壁与底部连接处设置有一环形平台201，该环形平台201将石墨坩埚2的底部隔离成一环状凸台202，且该环状凸台202放置在托盘1上时，托盘1的侧壁101顶部处于环形平台201上；在环形平台201与石墨坩埚2的侧壁之间设置有环形挡块3，且环形挡块3的内壁303与托盘1的侧壁101间具有间隙，间隙为2-5mm为宜，环形挡块3的外壁301与石墨坩埚2的侧壁形成平滑过渡，以使沿着石墨坩埚2侧壁留下的硅液珠能够顺利流到环形挡块3的外壁301上，进而凝固在外壁301上或沿外壁301滴落到炉底。
以上为本实用新型的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定：
如，所述环形挡块3的外壁301和内壁303的顶部均向中间倾斜，并由一下凸的弧形面302连接，且弧形面302与外壁301顶部和内壁303顶部的连接处为平滑过渡；
进一步的，所述外壁301的倾斜角度大于内壁303的倾斜角度，该倾斜角度是指，内壁303或外壁301与水平面形成的锐角夹角；
优选的，外壁301从下部向上部朝向石墨坩埚2侧壁的外侧上方倾斜，倾斜角度为70-85度，内壁303从上部向下部朝向环形平台201外侧下方倾斜，倾斜角度为40-55度；
又如，所述环形挡块3的内壁303与环形平台201连接处形成弧形上凹连接面304；
再如，所述环形挡块3的材质与石墨坩埚2的材质相同，且两者一体成形；
最后，所述环形挡块3的高度为3-5mm，上部最厚处的厚度为5-8mm，环形挡块3的尺寸太大放置不方便也相应的会增加成本，太小取得的实际效果不好，阻止不了硅液珠向环形平台201的流淌，另外，环形挡块3的边角设计成圆弧状，不易破碎。
以上描述了本实用新型的主要特征、基本原理以及本实用新型的优点。本行业技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会根据实际情况有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种单晶炉中石墨坩埚与托盘防粘结结构，所述石墨坩埚（2）设置在单晶炉炉腔内的托盘（1）上，其特征在于：在石墨坩埚（2）的侧壁与底部连接处设置有一环形平台（201），该环形平台（201）将石墨坩埚（2）的底部隔离成一环状凸台（202），且该环状凸台（202）放置在托盘（1）上时，托盘（1）的侧壁（101）顶部处于环形平台（201）上；在环形平台（201）与石墨坩埚（2）的侧壁之间设置有环形挡块（3），且环形挡块（3）的内壁（303）与托盘（1）的侧壁（101）间具有间隙，环形挡块（3）的外壁（301）与石墨坩埚（2）的侧壁形成平滑过渡。
2.根据权利要求1所述的一种单晶炉中石墨坩埚与托盘防粘结结构，其特征在于：所述环形挡块（3）的外壁（301）和内壁（303）的顶部均向中间倾斜，并由一下凸的弧形面（302）连接，且弧形面（302）与外壁（301）顶部和内壁（303）顶部的连接处为平滑过渡。
3.根据权利要求2所述的一种单晶炉中石墨坩埚与托盘防粘结结构，其特征在于：所述外壁（301）的倾斜角度大于内壁（303）的倾斜角度，该倾斜角度是指，内壁（303）或外壁（301）与水平面形成的锐角夹角。
4.根据权利要求1所述的一种单晶炉中石墨坩埚与托盘防粘结结构，其特征在于：所述环形挡块（3）的内壁（303）与环形平台（201）连接处形成弧形上凹连接面（304）。
5.根据权利要求1所述的一种单晶炉中石墨坩埚与托盘防粘结结构，其特征在于：所述环形挡块（3）的材质与石墨坩埚（2）的材质相同，且两者一体成形。
6.根据权利要求1所述的一种单晶炉中石墨坩埚与托盘防粘结结构，其特征在于：所述环形挡块（3）的高度为3-5mm，上部最厚处的厚度为5-8mm。
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|---|---|---|---|---|
| CN113862779A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-12-31 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 一种坩埚组件及拉晶炉 |
| CN116377562A (zh) * | 2023-05-29 | 2023-07-04 | 苏州晨晖智能设备有限公司 | 一种单晶炉及降低单晶炉中硅蒸汽的方法 |
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