CN211814711U - 一种单晶炉用反射板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种单晶炉用反射板，包括固化碳毡层和反射层，反射层的边缘向固化碳毡层一侧折弯形成折弯边；固化碳毡层中部开设有托杆孔、以几何中心为圆心的边缘开设有多个电极孔以及开设于相邻两电极孔之间的多个排气孔；反射层上开设有与所述托杆孔、电极孔以及排气孔一一对应且位置相同、尺寸相同的通孔。本实用新型通过在固化碳毡层表面覆盖反射层，反射层将炉内加热器辐射过来的热量反射至坩埚处，有利于热场温度的均匀，使单晶炉内的热场温度均匀，减少了炉底热量的损失，降低了单晶硅棒生产的能耗；采用钼板、钨板、钨钼合金板或铱板等材料作为反射层，其熔点高，不易破裂，导热系数低，有效减缓了反射板的老化，延长了其使用寿命。

Description

一种单晶炉用反射板

技术领域

本实用新型涉及硅单晶制造技术领域，具体是一种单晶炉用反射板。

背景技术

直拉单晶炉是一种硅的定向凝固设备，其功能是将单晶硅按照设定工艺经过熔料、引晶、放肩、转肩、等径和收尾几个阶段后成为有一定晶体生长方向的晶棒。直拉单晶炉是一种能耗较高、工时较长的生产设备，在同样的晶体方向及晶体尺寸条件下，缩短工时、减少能耗是希望得到改善的。在现有的直拉单晶炉中，为了减少能耗在单晶炉内的加热器的周围设置隔热材料，一种方法是设计保温罩，但是这种方式存在如下不足：在融化阶段加热器底部向下方散热而浪费热能并使熔料时间加长，且无法根据需要对保温材料的厚度进行调节，达到提高保温效果的目的；另一种方式是在单晶炉的底部采用石墨加软炭毡的作为作为反射板用于底部保温，但是石墨材料导热系数高，因此热量发射性能较差，并且使用寿命短，需要频繁更换，而软炭毡经过长时间的高温后会渗入硅致使其保温性能下降、老化，并且容易吸收炉内由于高温挥发的杂质，开炉后难以清理，再次使用时会对单晶炉内硅熔体造成二次污染，并影响单晶硅品质。

中国专利CN201220428055.9公开了一种直拉单晶炉保温结构，包括加热器和设置在所述加热器下方的保温组件，所述保温组件包括保温体、将所述保温体固定在其中的上反射板和下反射板，以及卡设在所述下反射板环形台阶上的挡环。该保温组件结构比较复杂，上反射板和下反射板均为石墨材质，石墨板材容易破裂；且石墨材料导热系数高，不利于保温。

中国专利CN201920242761.6公开了一种单晶炉反射装置，所述单晶炉反射装置设于所述单晶炉的底部，所述反射装置包括：第一反射板；第二反射板，设于所述第一反射板之下；保温材料，填充于所述第一反射板与第二反射板之间；以及反射片，设于所述第一反射板之上。该反射装置结构比较复杂，第一反射板和第二反射板的材质为高纯石墨，石墨板材容易破裂；且石墨材料导热系数高，不利于保温，不利于节能降耗。

实用新型内容

本实用新型针对所要解决的技术问题，提供一种新型的单晶炉用反射板，确保单晶炉内热场的温度均匀，减少炉底部热量的损失，降低单晶硅棒生产的能耗。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种单晶炉用反射板，包括固化碳毡层以及覆盖于所述固化碳毡层表面的反射层，所述反射层的边缘向所述固化碳毡层一侧折弯形成折弯边，所述折弯边扣合于所述固化碳毡层的各个侧面上；

所述固化碳毡层中部开设有托杆孔、以几何中心为圆心的边缘均匀开设有多个电极孔以及开设于相邻两所述电极孔之间的多个排气孔；

所述反射层上开设有与所述托杆孔、电极孔以及排气孔一一对应且位置相同、尺寸相同的通孔。

进一步的，所述托杆孔内套设有托杆孔护套，用于保护工作转动时的托杆；所述排气孔内套设有排气孔护套，用于保护固化碳毡层免受腐蚀，提高固化碳毡层的使用寿命。

进一步的，所述固化碳毡层的厚度为30～80mm，进一步优选为50mm，60mm。

进一步的，所述折弯边的高度为5～20mm，进一步优选为10mm，15mm。

进一步的，所述反射层至少为一层，每层的厚度为0.1～1mm，进一步优选为0.2mm，0.3mm，0.4mm，0.5mm。

进一步的，所述电极孔的数量不少于三个，进一步优选为四个。

进一步的，所述反射层采用钼板、钨板、钨钼合金板、铱板中的任意一种，进一步优选为钨钼合金板。

进一步的，所述固化碳毡层每个面上均铺覆有石墨粉层。

进一步的，所述托杆孔护套采用等静压石墨、碳/碳复合材料、钼中的任意一种材料制作而成，进一步优选为碳/碳复合材料。

进一步的，所述排气孔护套采用等静压石墨、碳/碳复合材料、钼中的任意一种材料制作而成，进一步优选为碳/碳复合材料。

与现有技术相比，本实用新型的有益之处是：

本实用新型提供的单晶炉用反射板通过在固化碳毡层表面覆盖反射层，反射层将炉内加热器辐射过来的热量反射至坩埚处，有利于热场温度的均匀，使单晶炉内的热场温度均匀，减少了炉底热量的损失，降低了单晶硅棒生产的能耗，在熔料阶段可以节省5～10％的时间；采用钼板、钨板、钨钼合金板或铱板等材料作为反射层，其熔点高，不易破裂，导热系数低，即使有漏硅的现象，反射板也能盛接部分硅液，有效减缓了反射板的老化，而且对炉体起到保护作用，延长了其使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

下面结合附图对本实用新型进一步说明：

图1是本实用新型所述单晶炉用反射板的俯视图；

图2是图1中A-A方向的全剖视图；

图3是图1中B-B方向的全剖视图；

1、固化碳毡层；2、反射层；3、托杆孔；4、托杆孔护套；5、电极孔；6、折弯边；7、排气孔；8、排气孔护套。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

实施例一

如图1所示的一种单晶炉用反射板，包括固化碳毡层1以及覆盖于所述固化碳毡层1表面的反射层2；配合参阅图2至图3，其中图2是图1中A-A方向的全剖视图，图3是图1中B-B方向的全剖视图。所述反射层2的边缘向所述固化碳毡层1一侧折弯形成折弯边6，所述折弯边6扣合于所述固化碳毡层1的各个侧面上；所述反射层2可以采用胶粘的方式固定于固化碳毡层1表面，也可以采用其他固定方式。

作为优选，所述固化碳毡层1呈圆盘形，其中部开设有托杆孔3、以几何中心为圆心的边缘均匀开设有四个电极孔5以及开设于相邻两所述电极孔5之间的两个排气孔7，在本实施例中，排气孔7为间隔布置，用于在真空泵抽取炉内气体时顺利排出气体，使炉内达到设定的真空度；所述托杆孔3和排气孔7均为圆孔、电极孔5为方孔或多边形孔，托杆孔3内套设有托杆孔护套4，用于保护工作转动时的托杆，所述排气孔7内套设有排气孔护套8，用于保护固化碳毡层1免受腐蚀，以提高所述固化碳毡层1的使用寿命；电极孔5有利于固化碳毡层1和反射层2的紧密连接，所述托杆孔护套4与排气孔护套8两端均分别伸出托杆孔3和排气孔7外并卡紧反射层2上表面形成环形台阶。

作为优选，所述反射层2上开设有与所述托杆孔3、电极孔5以及排气孔7一一对应且位置相同、尺寸相同的通孔，即反射层2中部位于托杆孔3处开设有与托杆孔3相同的通孔，以几何中心为圆心的边缘位于电极孔5处开设有与电极孔5相同的通孔，电极孔5中间的排气孔7处开设有与排气孔7对应的通孔；从所述固化碳毡层1往反射层2方向看的形状与从所述反射层2往固化碳毡层1方向看的形状相同，便于托杆的通过和正常的排气。

在本实用新型的另一些实施例中，电极孔5不限于均匀分布在固化碳毡层1上，对应的通孔不限于均匀分布在反射层2上。

在本实施例中，所述固化碳毡层1的厚度为30mm。

在本实施例中，所述折弯边6的高度为5mm。

在本实施例中，所述反射层2为一层，厚度为0.1～0.5mm。

在本实用新型的另一些实施例中，所述反射层2为多层，每层厚度为0.1mm～0.5mm。

在本实施例中，所述反射层2采用钼板、钨板、钨钼合金板、铱板中的任意一种，采用钼板、钨板、钨钼合金板或铱板等材料作为反射层，其熔点高，不易破裂，导热系数低，利于保温，即使有漏硅的现象，反射板也能盛接部分硅液，有效减缓了反射板的老化，而且对炉体起到保护作用，延长了其使用寿命；进一步优选为钨钼合金板。

作为优选，所述固化碳毡层1采用软碳毡、硬碳毡或其他材料，进一步优选为软碳毡，可以有效避免吸附炉内的高温挥发物，从而解决软碳毡的难清理及二次污染问题；所述固化碳毡层1的每个相对面上均铺覆有石墨粉层，石墨粉层可以在物理层面形成镀膜的效果，可以进一步锁住热能，防止流失。

作为优选，所述托杆孔护套4采用等静压石墨、碳/碳复合材料、钼中的任意一种材料制作而成；所述排气孔护套8采用等静压石墨、碳/碳复合材料、钼中的任意一种材料制作而成。

本实施例的具体使用过程是：

首先将反射层2通过胶粘的方式固定于固化碳毡层1上，然后通过卡紧电极孔5将整体固定于单晶炉的底部，反射层2朝上放置，加工硅单晶时反射层2将炉内加热器辐射过来的热量反射至坩埚处，有利于热场温度的均匀，使单晶炉内的热场温度均匀，减少了炉底热量的损失，降低了单晶硅棒生产的能耗，在熔料阶段可以节省5～10％的时间。

实施例二

如图1至图3所示的另一种单晶炉用反射板，包括固化碳毡层1以及覆盖于所述固化碳毡层1表面的反射层2，所述反射层2的边缘向所述固化碳毡层1一侧折弯形成折弯边6，所述折弯边6扣合于所述固化碳毡层1的各个侧面上；所述固化碳毡层1中部开设有托杆孔3、边缘以几何中心为圆心均匀开设有四个电极孔5以及开设于相邻两所述电极孔5之间的两个排气孔7，在本实施例中，排气孔7为间隔布置；所述托杆孔3内套设有托杆孔护套4，用于保护工作转动时的托杆，所述排气孔7内套设有排气孔护套8；所述反射层2上开设有与所述托杆孔3、电极孔5以及排气孔7一一对应且位置相同、尺寸相同的通孔。

在本实施例中，所述固化碳毡层1的厚度为80mm。

在本实施例中，所述折弯边6的高度为20mm。

在本实施例中，所述反射层2为一层，厚度为0.5～1mm。

在本用新型的另一些实施例中，所述反射层2为多层，每层厚度为0.5～1mm。

其他部分及使用过程与实施例一相同。

实施例三

如图1至图3所示的另一种单晶炉用反射板，包括固化碳毡层1以及覆盖于所述固化碳毡层1表面的反射层2，所述反射层2的边缘向所述固化碳毡层1一侧折弯形成折弯边6，所述折弯边6扣合于所述固化碳毡层1的各个侧面上；所述固化碳毡层1中部开设有托杆孔3、边缘以几何中心为圆心均匀开设有六个电极孔5以及开设于相邻两所述电极孔5之间的三个排气孔7，在本实施例中，排气孔7为间隔布置；所述托杆孔3内套设有托杆孔护套4，用于保护工作转动时的托杆，所述排气孔7内套设有排气孔护套8；所述反射层2上开设有与所述托杆孔3、电极孔5以及排气孔7一一对应且位置相同、尺寸相同的通孔。其他部分及使用过程与实施例一相同。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种单晶炉用反射板，其特征在于：包括固化碳毡层(1)以及覆盖于所述固化碳毡层(1)表面的反射层(2)，所述反射层(2)的边缘向所述固化碳毡层(1)一侧折弯形成折弯边(6)，所述折弯边(6)扣合于所述固化碳毡层(1)的各个侧面上；

所述固化碳毡层(1)中部开设有托杆孔(3)、以几何中心为圆心的边缘均匀开设有多个电极孔(5)以及开设于相邻两所述电极孔(5)之间的多个排气孔(7)；

所述反射层(2)上开设有与所述托杆孔(3)、电极孔(5)以及排气孔(7)一一对应且位置相同、尺寸相同的通孔。

2.根据权利要求1所述的一种单晶炉用反射板，其特征在于：所述托杆孔(3)内套设有托杆孔护套(4)；所述排气孔(7)内套设有排气孔护套(8)。

3.根据权利要求1所述的一种单晶炉用反射板，其特征在于：所述固化碳毡层(1)的厚度为30～80mm。

4.根据权利要求3所述的一种单晶炉用反射板，其特征在于：所述折弯边(6)的高度为5～20mm。

5.根据权利要求1所述的一种单晶炉用反射板，其特征在于：所述反射层(2)至少为一层，每层的厚度为0.1～1mm。

6.根据权利要求1所述的一种单晶炉用反射板，其特征在于：所述电极孔(5)的数量不少于三个。

7.根据权利要求5所述的一种单晶炉用反射板，其特征在于：所述反射层(2)采用钼板、钨板、钨钼合金板、铱板中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的一种单晶炉用反射板，其特征在于：所述固化碳毡层(1)每个面上均铺覆有石墨粉层。

9.根据权利要求2所述的一种单晶炉用反射板，其特征在于：所述托杆孔护套(4)采用等静压石墨、碳/碳复合材料、钼中的任意一种材料制作而成。

10.根据权利要求2所述的一种单晶炉用反射板，其特征在于：所述排气孔护套(8)采用等静压石墨、碳/碳复合材料、钼中的任意一种材料制作而成。

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