CN217781323U - 一种新型的单晶炉加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于单晶硅生产设备技术领域，具体涉及一种新型的单晶炉加热装置。本实用新型采用的技术方案为包括第一加热部件包括两个相互并联并且互为镜像的加热半环，加热半环端部对接并且可拆卸连接形成圆环状，每个加热半环包括两组上下层叠并且相互镜像的波浪形的第一加热体，两个第一加热体一体成型设置；第二加热部件包括两个相互并联并且互为镜像的加热板，两个加热板两端对接并且可拆卸连接，每个加热板包括两个相互并联的波浪形的第二加热体，两个第二加热体实体区域正对并且一体成型设置。本实用新型通过通过采用整体大并联结合局部小并联的结构，有效的提高热场的均匀性，缩短化料时间，并且提高了系统的稳定性和安全性。

Description

一种新型的单晶炉加热装置

技术领域

本实用新型属于单晶硅生产设备技术领域，具体涉及一种新型的单晶炉加热装置。

背景技术

单晶硅片是制造芯片和硅基电池的重要材料，而单晶硅生产主要通过直拉法工艺。其单晶生长设备成本主要由炉体、电器部分、热场系统、水冷系统、真空系统和氩气供给装置六部分构成，其热场系统主要由导流筒、各种石墨件、加热器及保温材料等成套部件构成。而加热器作为单晶炉热场系统的核心部件，对热场温度分布及晶体品质的控制起至关重要的作用，合理的加热器结构，不仅可以提供合适额温度梯度，提高晶体质量，同时也可提高热场使用寿命，降低设备成本及风险。

目前，对于大尺寸单晶炉多采用双加热结构，即环形加热器+底部加热器的机构，这样可以提高热场的均匀性，缩短化料时间，有效解决热场控制难及熔硅再结晶的问题。

但是，目前环形加热器和底部加热器环形半圆为串联结构，整体为大并联结构，在使用过程中串联电路中一处断开整个电路没有电流通过，引起发热体局部电流过大导致无法使用，严重影响设备的正常使用。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术存在的不足，提供了一种新型的单晶炉加热装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种新型的单晶炉加热装置，包括：环形的第一加热部件和设置在第一加热部件下方的板状的第二加热部件，所述第一加热部件下端设置有至少一组地脚，所述地脚上可拆卸连接第二加热部件；其中，所述第一加热部件包括两个相互并联并且互为镜像的加热半环，加热半环端部对接对接并可拆卸连接形成圆环状，每个所述加热半环包括两组上下层叠并且相互镜像的波浪形的第一加热体，所述两个第一加热体一体成型设置；所述第二加热部件包括两个相互并联并且互为镜像的加热板，所述两个加热板两端对接并且可拆卸连接，所述每个加热板包括两个相互并联的波浪形的第二加热体，所述两个第二加热体实体区域正对并且一体成型设置。

进一步地，所述第一加热体为方波形，所述第二加热体为圆弧波浪形。

进一步地，所述每组地脚包括在环形两侧相对设置的支架，所述支架具有相互垂直的上连接部和下连接部，所述上连接部通过螺栓与所述第一加热部件下端可拆卸连接；所述下连接部上开设有用于连接电极的连接孔。

进一步地，所述第二加热部件通过螺栓可拆卸固定在所述下连接部上端。

进一步地，位于外侧的所述第二加热体的弯部与一外切圆相切，所述外切圆的直径小于所述第一加热部件的内径并与第一加热部件同心。

进一步地，位于内侧的所述第二加热体的弯部与一内切圆相切，所述内切圆与所述第一加热部件同心。

进一步地，所述螺栓由石墨材料或碳/碳复合材料制成。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。

本实用新型在第一加热部件设置的两个加热半环并联连接，加热半环采用两个波浪形的第一加热体并联并一体成型，第二加热部件采用两个加热板并联连接，加热板采用两个第二加热体并联并一体成型，实现了整体大并联结合局部小并联的结构，当一条支路断开，不影响其他支路有电流通过，从而提高了稳定性，并且采用并联结构减小了加热器的电阻，从而提高了加热器功率，对于大尺寸单晶炉的双加热结构，有效的提高热场的均匀性，缩短化料时间，并且提高了系统的稳定性和安全性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为本实用新型第一加热部件主视图。

图3为本实用新型第一加热部件俯视图。

图4为本实用新型第二加热部件俯视图。

图中：1为第一加热部件，11为加热半环，111为第一加热体；

2为第二加热部件，21为加热板，211为第二加热体；

3为地脚，31为支架，311为上连接部，312为下连接部，313为连接孔；

4为外切圆，5为内切圆。

具体实施方式

下面结合具体实施例做进一步的说明。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，一种新型的单晶炉加热装置，包括第一加热部件1、第二加热部件2和地脚3，第一加热部件1为环形，第二加热部件2为板状，设置在第一加热部件1下方，第一加热部件1下端设置有至少一组地脚3，地脚3上设置第二加热部件2，地脚3和第二加热部件2开设有连接孔313，螺栓穿过连接孔313将地脚3与第二加热部件2可拆卸固定，其中螺栓由石墨材料或碳/碳复合材料制成，。

如图2和3所示，每组地脚3包括在环形两侧相对设置的支架31，支架31具有相互垂直的上连接部311和下连接部312，上连接部311通过螺栓与第一加热部件1下端可拆卸连接；下连接部312上开设有用于连接电极的连接孔313，第二加热部件2通过螺栓可拆卸固定在下连接部312上端。

如图2和3所示，第一加热部件1包括两组相互并联并且互为镜像的加热半环11，加热半环11端部对接、一体成型形成圆环状，每个加热半环11包括两个上下层叠并且互为镜像的波浪形的第一加热体111，两个第一加热体111在波谷处一体成型连接；采取该方式实现了第一加热部件1整体大并联结合局部小并联的结构，当一条支路断开，不影响其他支路有电流通过。其中，整体大并联为两个加热半环11的并联，局部小并联为两个第一加热体111的并联，两个第一加热体111的波峰处相互并联，此处断开不影响电流通过；波谷处形成干路，干路处的整体宽度为支路的2倍左右，增大了宽度可以减少损坏的发生，保证了运行的稳定性。如果干路断开，一侧的加热半环11才没有电流通过。

如图4所示，第二加热部件2包括两个相互并联并且互为镜像的加热板21，两个加热板21两端对接并且一体成型连接，每个加热板21包括两个相互并联的波浪形的第二加热体211，两个第二加热体211实体区域正对并且一体成型连接。采取该方式实现了第二加热部件2整体大并联结合局部小并联的结构，当一条支路断开，不影响其他支路有电流通过。

进一步地，第一加热体111为方波形，方波形可以增大加热体实体面积，从而增大加热面积，提高了热效率；第二加热体211为圆弧波浪形，在第二加热部件2整体为圆形的情况下，圆弧波浪形可以最大限度的增加加热体实体面积。

如图4所示，位于外侧的第二加热体211的弯部与一个外切圆4相切，该外切圆4的直径小于第一加热部件1的内径并与第一加热部件1同心，即第二加热部件2的外形处于该外切圆4内部，这样可以方便安装拆卸，第一加热部件1内部设置坩埚，第二加热部件2的大小能有效覆盖坩埚即可，这样可以减小浪费。

如图4所示，位于内侧的第二加热体211的弯部与一个内切圆5相切，内切圆5与第一加热部件1同心，即第二加热部件2的内部留有空隙，空隙不小于内切圆5，从而方便坩埚下部结构的安装。

本实用新型实施例的加热器在第一加热部件1设置的两个加热半环11并联连接，加热半环11采用两个波浪形的第一加热体111并联并一体成型，第二加热部件2采用两个加热板21并联连接，加热板21采用两个第二加热体211并联并一体成型，实现了整体大并联结合局部小并联的结构，当一条支路断开，不影响其他支路有电流通过，从而提高了稳定性，并且采用并联结构减小了加热器的电阻，从而提高了加热器功率，对于大尺寸单晶炉的双加热结构，有效的提高热场的均匀性，缩短化料时间，并且提高了系统的稳定性和安全性。

上述实施方式仅示例性说明本实用新型的原理及其效果，而非用于限制本实用新型。对于熟悉此技术的人皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改进。因此，凡举技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种新型的单晶炉加热装置，其特征在于，包括：环形的第一加热部件（1）和设置在第一加热部件（1）下方的板状的第二加热部件（2），所述第一加热部件（1）下端设置有至少一组地脚（3），所述地脚（3）上可拆卸连接第二加热部件（2）；

其中，所述第一加热部件（1）包括两组相互并联并且互为镜像的加热半环（11），加热半环（11）端部对接并可拆卸连接形成圆环状，每个所述加热半环（11）包括两个上下层叠并且互为镜像的波浪形的第一加热体（111），所述两个第一加热体（111）在波谷处一体成型连接；

所述第二加热部件（2）包括两个相互并联并且互为镜像的加热板（21），所述两个加热板（21）两端对接并且可拆卸连接，所述每个加热板（21）包括两个相互并联的波浪形的第二加热体（211），所述两个第二加热体（211）实体区域正对并且一体成型连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型的单晶炉加热装置，其特征在于，所述第一加热体（111）为方波形，所述第二加热体（211）为圆弧波浪形。

3.根据权利要求2所述的一种新型的单晶炉加热装置，其特征在于，所述每组地脚（3）包括在环形两侧相对设置的支架（31），所述支架（31）具有相互垂直的上连接部（311）和下连接部（312），所述上连接部（311）通过螺栓与所述第一加热部件（1）下端可拆卸连接；所述下连接部（312）上开设有用于连接电极的连接孔（313）。

4.根据权利要求3所述的一种新型的单晶炉加热装置，其特征在于，所述第二加热部件（2）通过螺栓可拆卸固定在所述下连接部（312）上端。

5.根据权利要求3所述的一种新型的单晶炉加热装置，其特征在于，位于外侧的所述第二加热体（211）的弯部与一外切圆（4）相切，所述外切圆（4）的直径小于所述第一加热部件（1）的内径并与第一加热部件（1）同心。

6.根据权利要求3所述的一种新型的单晶炉加热装置，其特征在于，位于内侧的所述第二加热体（211）的弯部与一内切圆（5）相切，所述内切圆（5）与所述第一加热部件（1）同心。

7.根据权利要求3-6任一权利要求所述的一种新型的单晶炉加热装置，其特征在于，所述螺栓由石墨材料或碳/碳复合材料制成。

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