CN214327965U - 一种用于区熔法制备单晶硅的加热线圈 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于区熔法制备单晶硅的加热线圈,包括线圈主体和线圈冷却水管,线圈冷却水管嵌入线圈主体内,线圈主体为平板单匝结构,线圈主体的上表面设有向线圈内部凹陷的台阶Ⅰ,在台阶Ⅰ底部与线圈主体内圆上边缘之间设置上斜面;在线圈主体下表面设置向线圈内部凹陷的台阶Ⅱ;在台阶Ⅱ底部与线圈主体内圆下边缘之间设置下斜面;在线圈主体内圆下边缘处,设置一圈圆弧凸起;在线圈主体内圆处开有四个贯通上下表面的十字狭缝,在线圈主体外圆沿狭缝Ⅰ方向的一侧设置连接电极的法兰,在法兰与狭缝Ⅰ间设置一条主缝,主缝宽度逐渐减小延伸至法兰处。本实用新型可以使熔区热场均匀、熔区温度梯度小、成晶率高。
Description
技术领域
本实用新型属于区熔技术领域,尤其是涉及一种用于区熔法制备单晶硅的加热线圈。
背景技术
在区熔法制备单晶硅的过程中,多晶硅料边缘出现毛刺、熔区出现腰带等情况都将中断整个制备过程,造成较大的经济损失,因此,一个稳定、均匀的用于制备区熔硅单晶的热场是十分重要的。而构筑热场的核心部分就是加热线圈,常规的十字狭缝线圈随着多晶料直径的变大,热场不均匀现象加剧,容易出现熔硅下行不畅、出毛刺、腰带现象,降低成品率。
发明内容
鉴于现有技术存在的问题,本实用新型提供一种用于区熔法制备单晶硅的加热线线圈,可以使热场均匀、熔区温度梯度小、成晶率高。
本实用新型采取的技术方案是:一种用于区熔法制备单晶硅的加热线圈,其特征在于:包括线圈主体和线圈冷却水管,所述线圈冷却水管嵌入所述线圈主体内,线圈主体为平板单匝结构,线圈主体的上表面设有向线圈内部凹陷的台阶Ⅰ,在所述台阶Ⅰ底部与线圈主体内圆上边缘之间设置上斜面;在线圈主体下表面设置向线圈内部凹陷的台阶Ⅱ;在所述台阶Ⅱ底部与线圈主体内圆下边缘之间设置下斜面;在所述线圈主体内圆下边缘处,设置一圈圆弧凸起;在线圈主体内圆处开有四个贯通上下表面的十字狭缝,分别为狭缝Ⅰ、狭缝Ⅱ、狭缝Ⅲ和狭缝Ⅳ,在线圈主体外圆沿狭缝Ⅰ方向的一侧设置连接电极的法兰,在所述法兰与狭缝Ⅰ间设置一条主缝,所述主缝宽度逐渐减小延伸至法兰处。
本实用新型的有益效果:由于在线圈内圆下表面处设置一圈圆弧凸起,有效的降低熔区温度梯度;主缝宽度逐渐减小的设计,有效减小热场不对称性,可改善单晶生长热场,解决毛刺、腰带等问题,有效提高区熔法制备单晶硅的成品率。
附图说明
图1是本实用新型主视图剖面图;
图2是本实用新型侧视图;
图3是本实用新型使用状态示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示,一种用于区熔法制备单晶硅的加热线圈,包括线圈主体1和线圈冷却水管9,线圈冷却水管9嵌入线圈主体1内,线圈主体1为平板单匝结构,线圈主体1的上表面1-4设有向线圈内部凹陷的台阶Ⅰ5-1,在台阶Ⅰ5-1底部与线圈主体内圆1-1上边缘1-2之间设置上斜面6;在线圈主体1下表面1-5设置向线圈内部凹陷的台阶Ⅱ5-2;在台阶Ⅱ5-2底部与线圈主体内圆1-1下边缘1-3之间设置上下斜面8;在线圈主体内圆1-1下边缘1-3处,设置一圈圆弧凸起7;在线圈主体内圆1-1处开有四个贯通上下表面1-5的十字狭缝,分别为狭缝Ⅰ2-1、狭缝Ⅱ2-2、狭缝Ⅲ2-3和狭缝Ⅳ2-4,在线圈主体1外圆沿狭缝Ⅰ2-1方向的一侧设置连接电极的法兰3,在法兰3与狭缝Ⅰ2-1间设置一条主缝4,主缝4宽度逐渐减小延伸至法兰3处。
使用时,如图3所示,将本实用新型的加热线圈11法兰3与区熔炉正负电极连接,调整加热线圈功率为15~50KW。该结构使用于区熔法制备单晶硅的加热线圈11中心处产生的电磁场分布更加均匀,即熔区12处温度梯度更小,同时降低固液界面(熔区12与多晶硅棒区3之间、熔区12与多晶硅原料区14之间)温度梯度,更利于稳定成晶;台阶5使得台阶正上方电磁场增强,避免较大直径多晶硅料边缘出现毛刺现象;上斜面6可以使斜面上方电磁场向内聚拢,使多晶硅料熔化界面平坦且向中心倾斜,有利于熔硅流向中心;下斜面8可以使斜面下方电磁场向内聚拢,降低结晶界面温度梯度,降低单晶硅内部的应力,降低断裂的风险。
Claims (1)
1.一种用于区熔法制备单晶硅的加热线圈,其特征在于:包括线圈主体(1)和线圈冷却水管(9),所述线圈冷却水管(9)嵌入所述线圈主体(1)内,线圈主体(1)为平板单匝结构,线圈主体(1)的上表面(1-4)设有向线圈内部凹陷的台阶Ⅰ(5-1),在所述台阶Ⅰ(5-1)底部与线圈主体内圆(1-1)上边缘(1-2)之间设置上斜面(6);在线圈主体(1)下表面(1-5)设置向线圈内部凹陷的台阶Ⅱ(5-2);在所述台阶Ⅱ(5-2)底部与线圈主体内圆(1-1)下边缘(1-3)之间设置下斜面(8);在所述线圈主体内圆(1-1)下边缘1-3)处,设置一圈圆弧凸起(7);在线圈主体内圆(1-1)处开有四个贯通上下表面(1-5)的十字狭缝,分别为狭缝Ⅰ(2-1)、狭缝Ⅱ(2-2)、狭缝Ⅲ(2-3)和狭缝Ⅳ(2-4),在线圈主体(1)外圆沿狭缝Ⅰ(2-1)方向的一侧设置连接电极的法兰(3),在所述法兰(3)与狭缝Ⅰ(2-1)间设置一条主缝(4),所述主缝(4)宽度逐渐减小延伸至法兰(3)处。
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- 2020-12-09 CN CN202022923198.4U patent/CN214327965U/zh active Active
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