CN211471632U - 坩埚杆及直拉单晶炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种坩埚杆及直拉单晶炉，所述坩埚杆的内部具有冷却水循环管路，并且所述冷却水循环管路沿着所述坩埚杆的高度方向设置；所述冷却水循环管路的进水口和至少一个出水口均设置在所述坩埚杆的底部。该坩埚杆能有效降低坩埚杆实用过程中的温度，有效保护密封结构，最终保障单晶成品率。

Description

坩埚杆及直拉单晶炉

技术领域

本实用新型涉及半导体制备技术领域，具体涉及一种坩埚杆及直拉单晶炉。

背景技术

直拉法，简称CZ法，是1918年由切克劳斯基建立起来的一种晶体生长方法。目前已经成为单晶生长的主要方法之一，用于硅、锗、锑化铟等半导体材料，以及氧化物和其他绝缘类型的大晶体的制备。

在直拉法出炉操作中，普遍需要进行降埚出炉，即降低坩埚杆高度，将坩埚中剩余料的上半部分置于加热器的高温区，使得降温过程中下半部的料先凝固，上半部分的料后凝固，防止坩埚由于凝固顺序问题造成撑裂的情况。但目前采用的单晶炉，由于水冷区域较短等问题不能实现整个坩埚杆的水冷降温处理，导致了温度较高的坩埚杆区域在降埚过程中与密封用氟橡胶圈发生接触，造成密封圈的老化，影响整个炉体的气密性及成晶率。

为了消除坩埚杆对氟橡胶圈的影响，需要在拉晶过程中对坩埚杆整体进行水冷降温处理。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种坩埚杆及直拉单晶炉，该坩埚杆内部具有冷却水循环管路，能够对坩埚杆整体结构进行循环水降温处理，保证降埚股过程中坩埚杆整体处于合理的温度区间内，延长密封结构的使用寿命，增加直拉炉的成晶率，以解决现有技术中坩埚杆的水冷降温处理不足的技术问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的第一方面，提供了一种坩埚杆。

所述坩埚杆的内部具有冷却水循环管路，并且所述冷却水循环管路沿着所述坩埚杆的高度方向设置；所述冷却水循环管路的进水口和至少一个出水口均设置在所述坩埚杆的底部。

进一步地，所述坩埚杆的顶部向内凹陷形成“V”字型卡槽，用于放置坩埚。

进一步的，所述冷却水循环管路包括进水管路和连通所述进水管路的至少一个回水管路，所述进水口连通所述进水管路，所述出水口连通所述回水管路。

进一步的，所述进水管路为柱状结构；所述进水管路位于所述坩埚杆的中部，所述进水口位于所述坩埚杆的底部中心处；所述进水管路的进水端连通所述进水口，所述进水管路的出水端设置在所述卡槽的正下方，并与所述回水管路连通。

进一步的，所述回水管路以及所述出水口分别设置有两个，所述两个回水管路相对设置在所述进水管路的两侧，所述两个出水口相对设置在所述进水口的两侧；所述两个回水管路的进水端分别与所述进水管路的出水端连通，所述两个回水管路的出水端分别与所述两个出水口连通。

进一步的，所述两个回水管路均沿着所述卡槽的侧壁以及所述坩埚杆的侧壁分布，并且所述回水管路的至少部分呈波浪线结构，用于冷却水的缓慢流动。

进一步的，所述出水口为缩口结构，用于冷却水充满所述冷却水循环管路。

进一步的，所述坩埚杆为不锈钢材质加工而成。

为了实现上述目的，根据本实用新型的第二方面，提供了一种直拉单晶炉。

该直拉单晶炉包括炉体、坩埚、密封结构和上述的坩埚杆，所述坩埚杆通过所述密封结构安装在所述炉体的底部，所述坩埚与所述坩埚杆的卡槽适配。

本实用新型中的坩埚杆具有结构简单、操作方便的优势，能有效降低坩埚杆实用过程中的温度，有效保护密封结构，最终保障单晶成品率。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型中坩埚杆的结构示意图；

图2为本实用新型中装配有坩埚杆的单晶炉的结构示意图。

图中：

1、进水口；2、出水口；3、进水管路；4、回水管路；5、炉体；6、坩埚；7、密封结构；8、卡槽。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本实用新型公开了一种坩埚杆，如图1所示，该坩埚杆的内部具有冷却水循环管路，用于有效降低坩埚杆在应用过程中的温度，并且冷却水循环管路沿着坩埚杆的高度方向设置，冷却水循环管路的进水口1和出水口2均设置在坩埚杆的底部，即冷却水从底部的进水口1进入冷却水循环管路，然后从底部的出水口2流出，冷却水在整个坩埚杆的内部循环，能够实现整个坩埚杆的水冷降温处理，有效保护密封结构7，最终保证每炉的单晶成品率。此外，出水口2的数量可以为1个或者2个，可以根据实际需要选择，不作具体限定。

作为本实用新型的另一种实施例，坩埚杆的顶部向内凹陷形成“V”字型卡槽8，结合图1和图2所示，“V”字型结构的卡槽8设置在坩埚杆的顶部，主要用于放置坩埚6。

作为本实用新型的另一种实施例，冷却水循环管路主要由进水管路3和回水管路4组合形成，如图1所示，进水管路3的进水端连通进水口1，进水管路3的出水端连通回水管路4的进水端，回水管路4的出水端连通出水口2。此外，回水管路4的数量可以为1个或者2个，不作具体限定，可以根据实际需要选择。

作为本实用新型的另一种实施例，进水管路3为柱状结构；进水管路3位于坩埚杆的中部，进水口1位于坩埚杆的底部中心处；进水管路3的进水端连通进水口1，进水管路3的出水端设置在卡槽8的正下方，并与回水管路4连通。

如图1所示，柱状结构的进水管路3位于坩埚杆的中部，并且进水管路3设置在卡槽8的正下方，进水管路3的进水端与开设在坩埚杆底部中心处的进水口1连通，进水管路3的出水端与回水管路4连通。

进一步地，回水管路4以及出水口2分别设置有两个，两个回水管路4相对设置在进水管路3的两侧，两个出水口2相对设置在进水口1的两侧；如图1所示，两个回水管路4的进水端分别与进水管路3的出水端连通，两个回水管路4的出水端分别与两个出水口2连通。

如图1所示，两个回水管路4均沿着卡槽8的侧壁以及坩埚杆的侧壁分布，并且回水管路4的至少部分呈波浪线结构，用于冷却水的缓慢流动。

作为本实用新型的另一种实施例，出水口2为缩口结构，如图1所示，缩口结构的出水口2能够保证冷却水充满冷却水循环管路。

作为本实用新型的另一种实施例，坩埚杆为不锈钢材质加工而成，如选用特种不锈钢加工而成。

本实用新型还公开了一种直拉单晶炉，该直拉单晶炉主要由炉体5、坩埚6、密封结构7和上述的坩埚杆组合形成，如图2所示，坩埚杆通过密封结构7安装在炉体5的底部，坩埚6与坩埚杆的卡槽8适配，从而将坩埚6平稳地固定在卡槽8上。从坩埚杆的进水口1通入符合要求的冷却水，冷却水在压力作用下向上缓慢流动，直到到达柱状结构进水管路3的最顶端，之后冷却水分别流入两个回水管路4中，冷却水缓慢流经曲线结构的回水管路4后从底部的出水口2流出，因此冷却水循环经过整个坩埚杆的内部，而且出水口采用缩口设计，能够保证冷却水充满整个冷却水循环管路；在冷却水的循环冷却作用下，有效降低坩埚杆的温度，从而有效保护密封结构7，最终保证单晶的成品率。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种坩埚杆，其特征在于，所述坩埚杆的内部具有冷却水循环管路，并且所述冷却水循环管路沿着所述坩埚杆的高度方向设置；所述冷却水循环管路的进水口(1)和至少一个出水口(2)均设置在所述坩埚杆的底部。

2.根据权利要求1所述的坩埚杆，其特征在于，所述坩埚杆的顶部向内凹陷形成“V”字型卡槽(8)，用于放置坩埚(6)。

3.根据权利要求2所述的坩埚杆，其特征在于，所述冷却水循环管路包括进水管路(3)和连通所述进水管路(3)的至少一个回水管路(4)，所述进水口(1)连通所述进水管路(3)，所述出水口(2)连通所述回水管路(4)。

4.根据权利要求3所述的坩埚杆，其特征在于，所述进水管路(3)为柱状结构；所述进水管路(3)位于所述坩埚杆的中部，所述进水口(1)位于所述坩埚杆的底部中心处；所述进水管路(3)的进水端连通所述进水口(1)，所述进水管路(3)的出水端设置在所述卡槽(8)的正下方，并与所述回水管路(4)连通。

5.根据权利要求4所述的坩埚杆，其特征在于，所述回水管路(4)以及所述出水口(2)分别设置有两个，所述两个回水管路(4)相对设置在所述进水管路(3)的两侧，所述两个出水口(2)相对设置在所述进水口(1)的两侧；所述两个回水管路(4)的进水端分别与所述进水管路(3)的出水端连通，所述两个回水管路(4)的出水端分别与所述两个出水口(2)连通。

6.根据权利要求5所述的坩埚杆，其特征在于，所述两个回水管路(4)均沿着所述卡槽(8)的侧壁以及所述坩埚杆的侧壁分布，并且所述回水管路(4)的至少部分呈波浪线结构，用于冷却水的缓慢流动。

7.根据权利要求1所述的坩埚杆，其特征在于，所述出水口(2)为缩口结构，用于冷却水充满所述冷却水循环管路。

8.根据权利要求1所述的坩埚杆，其特征在于，所述坩埚杆为不锈钢材质加工而成。

9.一种直拉单晶炉，其特征在于，包括炉体(5)、坩埚(6)、密封结构(7)和权利要求1-8任一项所述的坩埚杆，所述坩埚杆通过所述密封结构(7)安装在所述炉体(5)的底部，所述坩埚(6)与所述坩埚杆的卡槽(8)适配。

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