CN215517739U - 一种用于单晶炉拉制不同直径硅单晶的水冷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于单晶炉拉制不同直径硅单晶的水冷装置，包括同一轴心的外层水冷屏和内层水冷屏，内层水冷屏套设于外层水冷屏的内腔中，外层水冷屏的顶部一侧设有第一进水管，顶部另一侧与第一进水管相对位置设有第一出水管，内层水冷屏的顶部一侧设有第二进水管，顶部另一侧与第二进水管相对位置设有第二出水管。本实用新型水冷装置设置有多层水冷屏结构，且每层水冷屏均单独控制水流量，可根据单晶硅棒直径快速更适合尺寸的水冷装置；通过进水管和出水管上设置导流筒挂板，可根据单晶硅棒在拉制过程中需要水冷的位置，用流筒挂板将本水冷装置挂接在合适的位置；且使用本装置，无需增加水冷屏和石墨组件的成本，达到降低生产成本目的。

Description

一种用于单晶炉拉制不同直径硅单晶的水冷装置

技术领域

本实用新型涉及单晶硅生产装置领域领域，尤其涉及一种用于单晶炉拉制不同直径硅单晶的水冷装置。

背景技术

单晶硅，又称硅单晶，是一种半导体材料。单晶炉是一种在惰性气体(氮气、氦气为主)环境中,用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化,用直拉法生长无错位单晶的设备。单晶直径在生长过程中可受到温度，提拉速度与转速，坩埚跟踪速度与转速，保护气体的流速等因素的影响。其中温度主要决定能否成晶，而速度将直接影响到晶体的内在质量，而这种影响却只能在单晶拉出后通过检测才能获知。温度分布合适的热场，不仅单晶生长顺利，而且品质较高。

现有的热场系统一般包含顶部保温，上、中、下保温以及底部保温，上、中、下保温由内部石墨或碳碳保温筒包裹石墨软毡组成。炉底保温自上而下由石墨压片、石墨软毡、石墨固化毡组成。炉底保温的效果，直接影响着热场的温度梯度。合适的热场，能够生长出高质量的单晶，不好的热场容易使单晶变成多晶，或者根本无法引晶。有的热场虽然能够生长单晶，但质量较差，有位错和其它结构缺陷。在单晶硅拉制过程中，通过水冷热屏结构加快晶棒的冷却速度，从而提高拉速，从而降低单晶硅的成本。

目前，根据硅单晶拉制的需要，针对硅单晶直径的要求，为保证热场温度梯度及单晶拉速的要求，故水冷屏尺寸设计相对固定。但在实际硅单晶拉制过程中，根据市场需求，常遇到拉制不同直径的单晶硅棒，因水冷屏下口直径设计固定，不能同时满足不同直径单晶硅棒的拉制的要求，故需整体更换水冷屏整体组件，导致部分水冷屏及热场件的闲置，且更换成本较高，增加了生产成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于单晶炉拉制不同直径硅单晶的水冷装置，以解决上述技术背景中提出的问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采取以下方案来实现：一种用于单晶炉拉制不同直径硅单晶的水冷装置，包括同一轴心的外层水冷屏和内层水冷屏，所述内层水冷屏套设于外层水冷屏的内腔中，所述外层水冷屏的顶部一侧设有第一进水管，顶部另一侧与第一进水管相对位置设有第一出水管，所述内层水冷屏的顶部一侧设有第二进水管，顶部另一侧与第二进水管相对位置设有第二出水管。

进一步的：所述第一进水管、第一出水管上分别设有第一导流筒挂板。

进一步的：所述侧边与槽口侧沿平行设置，所述侧边与槽口下沿垂直连接。

进一步的：所述第二进水管、第二出水管上分别设有第二导流筒挂板。

进一步的：所述外层水冷屏单独设有水流调节阀。

进一步的：所述内层水冷屏单独设有水流调节阀。

进一步的：所述第一导流筒挂板上设有凹槽。

进一步的：所述第二导流筒挂板上设有凹槽。

本实用新型结构简单，易操作，经济实用，其有益效果为：本实用新型水冷装置设置有多层水冷屏结构，且每层水冷屏均单独控制水流量，可根据单晶硅棒直径快速更换适合尺寸的水冷装置；通过进水管和出水管上设置导流筒挂板，可根据单晶硅棒在拉制过程中需要水冷的位置，用导流筒挂板将本水冷装置挂接在合适的位置；且使用本装置，无需增加水冷屏和石墨组件的成本，达到降低生产成本目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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获得其他的附图。

图1是本实用新型水冷装置的结构示意图

图2是本实用新型单层水冷屏的结构示意图

主要标件与标号：

外层水冷屏：1；第一进水管：2；第一出水管：3；内层水冷屏：4；第二进水管：5；第二出水管：6；第一导流筒挂板：7；第二导流筒挂板：8。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚地展示，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

图1所示为本用于单晶炉拉制不同直径硅单晶的水冷装置，包括同一轴心的外层水冷屏1和内层水冷屏4，所述内层水冷屏4套设于外层水冷屏1的内腔中。所述水冷装置设为至少两层的多层结构，水冷屏从内层至外层直径依次增大，相邻内层水冷屏套设于相邻外层水冷屏的内腔中。根据晶体硅棒直径的大小，可快速更换选择适合直径的水冷屏。本水冷装置在工作时，可多层水冷屏同时使用，也可单层水冷屏使用。

所述外层水冷屏1的顶部一侧设有第一进水管2，顶部另一侧与第一进水管2相对位置设有第一出水管3，所述内层水冷屏4的顶部一侧设有第二进水管5，顶部另一侧与第二进水管5相对位置设有第二出水管6。本水冷装置的进水管和出水管形状可设定为多节形式，与水冷屏顶部直接相连的为竖直方向的水管，与竖直水管连同的为水平方向的水管，与水平方向水管直接连通的为竖直方向的水管。

进一步的，所述第一进水管2、第一出水管3上分别设有第一导流筒挂板7。

进一步的，所述第二进水管5、第二出水管6上分别设有第二导流筒挂板8。

所述进水管和出水管上分别设有导流筒挂板，可通过上下移动水冷装置的位置，通过挂板将其固定，可对在拉制过程中的单晶硅棒不同的位置进行水冷。

进一步的，所述第一导流筒挂板7上设有凹槽。

进一步的，所述第二导流筒挂板8上设有凹槽。

所述导流筒挂板上设有一个或多个凹槽，通过凹槽可以很容易的将水冷装置通过挂接的形式固定。

进一步的，所述外层水冷屏1单独设有水流调节阀。

进一步的，所述内层水冷屏4单独设有水流调节阀。

多层水冷屏设有同等数量的水流调节阀，拉制较小直径的单晶硅棒时，分别调整两个冷却水流量的调节阀，满足单晶拉制工艺要求。拉制较大直径的单晶硅棒时，可将内层水冷屏单独拆除，并调整外层水冷屏冷却水流量，即可实现水冷屏下口直径变大，以满足较大直径的单晶硅棒的拉制，如图2所示，为单层水冷屏的水冷装置。

本实施例的水冷装置在使用的，根据单晶硅棒确定需要的水冷屏直径和水冷屏数量，通过单独调节水流调节阀，将单层或多层水冷屏的水流量调节到合适的大小，再将水冷装置通过导流筒挂板挂接在需要水冷的位置，即可进行拉晶。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，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 (7)

1.一种用于单晶炉拉制不同直径硅单晶的水冷装置，其特征在于，包括同一轴心的外层水冷屏(1)和内层水冷屏(4)，所述内层水冷屏(4)套设于外层水冷屏(1)的内腔中，所述外层水冷屏(1)的顶部一侧设有第一进水管(2)，顶部另一侧与第一进水管(2)相对位置设有第一出水管(3)，所述内层水冷屏(4)的顶部一侧设有第二进水管(5)，顶部另一侧与第二进水管(5)相对位置设有第二出水管(6)。

2.根据权利要求1所述的用于单晶炉拉制不同直径硅单晶的水冷装置，其特征在于，所述第一进水管(2)、第一出水管(3)上分别设有第一导流筒挂板(7)。

3.根据权利要求1所述的用于单晶炉拉制不同直径硅单晶的水冷装置，其特征在于，所述第二进水管(5)、第二出水管(6)上分别设有第二导流筒挂板(8)。

4.根据权利要求1所述的用于单晶炉拉制不同直径硅单晶的水冷装置，其特征在于，所述外层水冷屏(1)单独设有水流调节阀。

5.根据权利要求1所述的用于单晶炉拉制不同直径硅单晶的水冷装置，其特征在于，所述内层水冷屏(4)单独设有水流调节阀。

6.根据权利要求2所述的用于单晶炉拉制不同直径硅单晶的水冷装置，其特征在于，所述第一导流筒挂板(7)上设有凹槽。

7.根据权利要求3所述的用于单晶炉拉制不同直径硅单晶的水冷装置，其特征在于，所述第二导流筒挂板(8)上设有凹槽。

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