CN220079247U - 一种水冷屏及单晶炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种水冷屏及单晶炉，属于单晶硅生产设备技术领域，其中，水冷屏包括：屏体，所述屏体的内部形成中空腔体，所述中空腔体内适于流通冷却介质；反射结构，设置于所述屏体的外部，并且所述反射结构沿所述屏体的周向设置。本实用新型提供的一种水冷屏，通过在屏体的外部设置反射结构，可以大幅降低热辐射对水冷屏的作用，保证水冷屏的冷却效果，还可以将热场的热辐射反射回热场，可以充分再利用热量。
Description
技术领域
本实用新型涉及单晶硅生产设备技术领域，具体涉及一种水冷屏及单晶炉。
背景技术
单晶硅作为一种半导体材料，一般用于制造集成电路和其他电子元件，单晶硅的生长技术可以采用直拉法。在直拉法制造单晶硅时，要将多晶硅置于石英坩埚中，经过高温使其熔化，然后籽晶由顶部降至熔化的多晶硅中，通过控制液面的温度，使熔化的籽晶在周围重新结晶，生成排列整齐的单晶硅棒。
硅单晶体从溶液中生长结晶时会释放出热量，此部分热量会减慢硅单晶的结晶速度，影响硅单晶的生产效率。晶棒在向上移动的过程中，需要进行冷却，使得晶棒固定成型。
现有的冷却方式是在单晶炉中一定高度的位置固定设置有一个水冷屏，在水冷屏中通入冷却液体，晶棒在向上移动经过水冷屏时，通过水冷屏带走结晶产生的热量。但是，由于拉晶过程处在高温状态，在石英坩埚的外围形成热场，现有的水冷屏易于受到热场的影响，导致冷却效果较差，进而影响到单晶硅的稳定生长。
实用新型内容
因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的水冷屏易于受到热场的影响，导致冷却效果较差的缺陷，从而提供一种水冷屏及单晶炉。
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种水冷屏，包括：屏体，所述屏体的内部形成中空腔体，所述中空腔体内适于流通冷却介质；反射结构，设置于所述屏体的外部，并且所述反射结构沿所述屏体的周向设置。
可选地，所述水冷屏还包括保温结构，所述保温结构设置于所述屏体和所述反射结构之间，所述保温结构沿所述屏体的周向设置。
可选地，所述保温结构与所述屏体的外壁连接设置，所述反射结构与所述保温结构远离所述屏体的一面连接设置。
可选地，所述保温结构为在所述屏体的外壁涂覆或沉积形成的保温涂层。
可选地，所述保温涂层的厚度为1mm-10mm。
可选地，所述反射结构为在所述保温结构的外壁涂覆或沉积形成的反射涂层。
可选地，所述反射涂层的厚度为0.05mm-1mm。
可选地，所述屏体包括外层壁体和内层壁体，所述外层壁体套设于所述内层壁体的外部，所述外层壁体的上端和所述内层壁体的上端、所述外层壁体的下端和所述内层壁体的下端均连接设置，所述外层壁体和所述内层壁体之间形成所述中空腔体，所述反射结构位于所述外层壁体的外部。
可选地，所述水冷屏还包括进水管和出水管，所述进水管和所述出水管均连接于所述屏体上，并且所述进水管和所述出水管均与所述中空腔体相连通。
本实用新型还提供了一种单晶炉，包括上述的水冷屏。
本实用新型具有以下优点：
1.本实用新型提供的一种水冷屏，通过在屏体的外部设置反射结构，可以大幅降低热辐射对水冷屏的作用，保证水冷屏的冷却效果，还可以将热场的热辐射反射回热场，可以充分再利用热量。
2.本实用新型提供的一种水冷屏，通过设置保温结构，可以更高效的阻断热量向屏体外壁的传递，更高效的节约能耗，并且有效降低单晶炉功率，有利于降低直拉单晶的氧含量。
3.本实用新型提供的一种水冷屏，将保温结构设置为保温涂层、反射结构设置为反射涂层，便于保温结构和反射结构的设置。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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示出了本实用新型的实施例提供的水冷屏的结构示意图；
图2为图1中A处的放大图。
附图标记说明：
10、屏体；11、中空腔体；12、外层壁体；13、内层壁体；20、反射结构；30、保温结构；40、进水管；50、出水管。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，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做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。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。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。
此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1和图2所示的水冷屏的一种具体实施方式，包括：屏体10和反射结构20。屏体10的内部形成中空腔体11，中空腔体11内适于流通冷却介质。反射结构20设置于屏体10的外部，并且反射结构20沿屏体10的周向设置。
通过在屏体10的外部设置反射结构20，可以大幅降低热辐射对水冷屏的作用，保证水冷屏的冷却效果，还可以将热场的热辐射反射回热场，可以充分再利用热量。
如图1和图2所示，水冷屏还包括保温结构30，保温结构30设置于屏体10和反射结构20之间，保温结构30沿屏体10的周向设置。
通过设置保温结构30，可以更高效的阻断热量向屏体10外壁的传递，更高效的节约能耗，并且有效降低单晶炉功率，有利于降低直拉单晶的氧含量。
值得说明的是，现有的水冷屏，屏体10通常为不锈钢材质，在拉晶过程中会通过屏体10带走由单晶炉内辐射或热传导的热量。这样不仅造成直拉单晶炉功率升高，而且由于功率升高会造成直拉单晶硅棒中的氧杂质含量上升，从而既浪费电能也影响单晶棒品质。
因此，通过设置反射结构20和保温结构30，能够大幅度提升水冷屏的保温效果，可有效降低单晶炉功率，既可以降低能耗又可以降低晶棒中氧含量。
在本实施例中，如图1和图2所示，保温结构30与屏体10的外壁连接设置，反射结构20与保温结构30远离屏体10的一面连接设置。具体的，保温结构30为在屏体10的外壁涂覆或沉积形成的保温涂层，反射结构20为在保温涂层的外壁涂覆或沉积形成的反射涂层。
值得说明的是，保温结构30远离屏体10的一面即为保温结构30的外表面，也即为保温涂层的外壁。
将保温结构30设置为保温涂层、反射结构20设置为反射涂层，便于保温结构30和反射结构20的设置。
当然，反射结构20和保温结构30也可以为采用其他方式设置的层体结构。
值得说明的是，上述的涂覆可以为喷涂、刷涂等方式。
在本实施例中，保温涂层的厚度为1mm-10mm，反射涂层的厚度为0.05mm-1mm。
在本实施例中，保温涂层材料组成为无机聚合物溶液、纳米陶瓷空心颗粒、硅铝纤维等。
在本实施例中，反射涂层为高反射涂层，高反射涂层材料为复合陶瓷涂料。
如图1和图2所示，屏体10包括外层壁体12和内层壁体13，外层壁体12套设于内层壁体13的外部，外层壁体12的上端和内层壁体13的上端、外层壁体12的下端和内层壁体13的下端均连接设置。外层壁体12和内层壁体13之间形成上述的中空腔体11。保温涂层设置于外层壁体12的外表面上，反射涂层设置于保温涂层的外表面上。
如图1所示，水冷屏还包括进水管40和出水管50，进水管40和出水管50均连接于屏体10上，并且进水管40和出水管50均与中空腔体11相连通。
本实施例还提供了单晶炉的一种具体实施方式，包括上述的水冷屏。
根据上述描述，本专利申请具有以下优点：
1.通过设置保温涂层，能够有效减少热场向水冷屏的散热，保证水冷屏对晶棒的冷却效果；
2.通过设置反射涂层，可以将热场的热辐射反射回热场，能够对热量进行充分利用；
3.通过设置反射结构和保温结构，能够大幅度提升水冷屏的保温效果，可有效降低单晶炉功率，既可以降低能耗又可以降低晶棒中氧含量。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种水冷屏，其特征在于，包括：
屏体(10)，所述屏体(10)的内部形成中空腔体(11)，所述中空腔体(11)内适于流通冷却介质；
反射结构(20)，设置于所述屏体(10)的外部，并且所述反射结构(20)沿所述屏体(10)的周向设置；
保温结构(30)，设置于所述屏体(10)和所述反射结构(20)之间，所述反射结构(20)为在所述保温结构(30)的外壁涂覆或沉积形成的反射涂层。
2.根据权利要求1所述的水冷屏，其特征在于，所述保温结构(30)沿所述屏体(10)的周向设置。
3.根据权利要求2所述的水冷屏，其特征在于，所述保温结构(30)与所述屏体(10)的外壁连接设置，所述反射结构(20)与所述保温结构(30)远离所述屏体(10)的一面连接设置。
4.根据权利要求3所述的水冷屏，其特征在于，所述保温结构(30)为在所述屏体(10)的外壁涂覆或沉积形成的保温涂层。
5.根据权利要求4所述的水冷屏，其特征在于，所述保温涂层的厚度为1mm-10mm。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的水冷屏，其特征在于，所述反射涂层的厚度为0.05mm-1mm。
7.根据权利要求1-5中任意一项所述的水冷屏，其特征在于，所述屏体(10)包括外层壁体(12)和内层壁体(13)，所述外层壁体(12)套设于所述内层壁体(13)的外部，所述外层壁体(12)的上端和所述内层壁体(13)的上端、所述外层壁体(12)的下端和所述内层壁体(13)的下端均连接设置，所述外层壁体(12)和所述内层壁体(13)之间形成所述中空腔体(11)，所述反射结构(20)位于所述外层壁体(12)的外部。
8.根据权利要求1-5中任意一项所述的水冷屏，其特征在于，所述水冷屏还包括进水管(40)和出水管(50)，所述进水管(40)和所述出水管(50)均连接于所述屏体(10)上，并且所述进水管(40)和所述出水管(50)均与所述中空腔体(11)相连通。
9.一种单晶炉，其特征在于，包括权利要求1-8中任意一项所述的水冷屏。
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