CN220746136U - 炉底固化毡和单晶炉 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种炉底固化毡，炉底固化毡用于单晶炉，单晶炉包括炉体，炉体上设有进气口，炉底固化毡设于炉体内，炉底固化毡包括固化毡本体和多个固化毡复用件，固化毡本体上设有多个定位孔，多个固化毡复用件与定位孔一一对应，且固化毡复用件可拆卸地穿设于对应的定位孔。其中，多个固化毡复用件包括第一固化毡复用件，第一固化毡复用件上贯穿设有与进气口相连通的出气通道。可在第一固化毡复用件被腐蚀时将其更换为新的第一固化毡复用件，且相较于炉底固化毡，第一固化毡复用件的成本较低，可大大降低炉底固化毡的复用成本，也有利于延长炉底固化毡的使用寿命。

Description

炉底固化毡和单晶炉

技术领域

本申请涉及单晶制造技术领域，特别是涉及一种炉底固化毡和单晶炉。

背景技术

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。

相关技术中，在拉制单晶过程中产生的杂质挥发物会通过单晶炉的底部的固化毡上的排气孔排走，这会导致排气孔处被杂质挥发物腐蚀，排气孔的孔径逐渐变大，进而需要更换底部的固化毡，然而，传统的固化毡的更换成本较高。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统的固化毡的更换成本较高的问题，提供一种炉底固化毡和单晶炉。

根据本申请的一个方面，提供了一种炉底固化毡，用于单晶炉，所述单晶炉包括炉体，所述炉体上设有进气口，所述炉底固化毡设于所述炉体内，所述炉底固化毡包括：

固化毡本体，所述固化毡本体上设有多个定位孔；以及

多个固化毡复用件，与所述定位孔一一对应，且所述固化毡复用件可拆卸地穿设于对应的所述定位孔；

其中，所述多个固化毡复用件包括第一固化毡复用件，所述第一固化毡复用件上贯穿设有与所述进气口相连通的出气通道。

在其中一个实施例中，所述定位孔为圆柱孔，沿所述定位孔的轴线方向和/或沿所述定位孔的径向方向，所述固化毡复用件的至少部分抵接于对应的所述定位孔的孔壁。

在其中一个实施例中，所述定位孔的孔壁包括第一台阶部，所述固化毡复用件包括与所述第一台阶部相对应的第二台阶部；

沿所述定位孔的轴线方向和径向方向，所述第一台阶部和所述第二台阶部配合抵接，以使对应的所述固化毡复用件定位于对应的所述定位孔。

在其中一个实施例中，所述定位孔的最大孔径为D1，沿所述定位孔的径向方向，所述固化毡本体的最大尺寸为D2，D2/D1＝L，L为3.5-6.0。

在其中一个实施例中，所述出气通道的侧壁靠近所述进气口的一端设有引流部，所述引流部具有第一端部和第二端部，所述第一端部和所述第二端部沿所述固化毡本体的顶部指向所述固化毡本体的底部的方向依次设置；

所述出气通道的截面为圆形，沿所述出气通道的径向，相较于所述第一端部，所述第二端部更靠近所述出气通道的中心轴线设置。

在其中一个实施例中，所述引流部由所述第一端部至所述第二端部呈弧状地弯曲延伸设置。

根据本申请的另一个方面，提供了一种单晶炉，包括如上述任一实施例所述的炉底固化毡。

在其中一个实施例中，所述单晶炉还包括导电软毡，所述导电软毡覆盖于所述固化毡本体；

所述导电软毡上设有与所述第一固化毡复用件一一对应的多个第一软毡过孔，所述第一软毡过孔连通于所述进气口和对应的所述出气通道之间。

在其中一个实施例中，所述单晶炉还包括导电压片，沿所述定位孔的轴线方向，所述导电压片抵接于所述导电软毡背离所述固化毡本体的一侧；

所述导电压片上设有与所述第一固化毡复用件一一对应的多个第一压片过孔，所述第一压片过孔连通于所述进气口和对应的所述第一软毡过孔之间。

在其中一个实施例中，所述多个固化毡复用件还包括多个第二固化毡复用件；

所述单晶炉还包括与所述第二固化毡复用件一一对应的多个外接电极，以及与所述外接电极相对应且与所述固化毡本体电连接的多个加热电极；

所述外接电极的一端穿过对应的第二固化毡复用件的一端、所述导电软毡和所述导电压片，并与对应的加热电极电连接，所述外接电极的另一端穿过对应的第二固化毡复用件的另一端和所述炉体的底壁，以用于外接电源。

上述炉底固化毡和单晶炉，由于炉底固化毡包括固化毡本体和可拆卸地贯穿设于固化毡本体的固化毡复用件，可利用第一固化毡复用件上的出气通道排出炉体内因拉制单晶而产生的杂质挥发物，这部分杂质挥发物主要与第一固化毡复用件接触，结合第一固化毡复用件可拆卸地设于固化毡本体上，方便在第一固化毡复用件被腐蚀时将其更换为新的第一固化毡复用件，且相较于炉底固化毡，第一固化毡复用件的成本较低，可大大降低炉底固化毡的复用成本，也有利于延长炉底固化毡的使用寿命。

附图说明

图1示出了本申请一实施例中的单晶炉的剖面示意图。

图2示出了本申请一实施例中的炉底固化毡的结构示意图。

图3示出了本申请一实施例中的炉底固化毡的剖面示意图。

图4示出了本申请一实施例中的单晶炉的局部结构示意图。

附图标记：10、单晶炉；110、炉体；1101、进气口；120、炉底固化毡；121、固化毡本体；122、固化毡复用件；122a、第二台阶部；1221、第一固化毡复用件；12211、引流部；122111、第一端部；122112、第二端部；1222、第二固化毡复用件；A、定位孔；A1、第一台阶部；B、出气通道；C、轴孔；130、导电软毡；1301、第一软毡过孔；140、导电压片；1401、第一压片过孔；1402、第二压片过孔；150、加热电极；151、主加热电极；152、底加热电极；160、外接电极；161、连接螺栓；170、坩埚；180、下轴；191、内罩；1911、内腔；192、导流罩；1921、导流通道。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本申请的描述中，“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。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

图1示出了本申请一实施例中的单晶炉10的剖面示意图，图2示出了本申请一实施例中的炉底固化毡120的结构示意图。

请参阅图1及图2，本申请一实施例提供的炉底固化毡120，用于单晶炉10，单晶炉10包括炉体110，炉体110上设有进气口1101，炉底固化毡120设于炉体110内，炉底固化毡120包括固化毡本体121和多个固化毡复用件122。

可选地，炉底固化毡120的材料可以为石墨。

固化毡本体121上设有多个定位孔A，多个固化毡复用件122与定位孔A一一对应，且固化毡复用件122可拆卸地穿设于对应的定位孔A，可以理解的是，固化毡复用件122可拆卸地穿设于可拆卸地贯穿设于固化毡本体121上。

其中，多个固化毡复用件122包括第一固化毡复用件1221，第一固化毡复用件1221上贯穿设有与进气口1101相连通的出气通道B。

由于炉底固化毡120包括固化毡本体121和可拆卸地贯穿设于固化毡本体121的固化毡复用件122，且由于出气通道B与进气口1101相连通，可利用第一固化毡复用件1221上的出气通道B排出炉体110内因拉制单晶而产生的杂质挥发物，可以理解，这部分杂质挥发物主要与第一固化毡复用件1221接触，结合第一固化毡复用件1221可拆卸地设于固化毡本体121上，方便在第一固化毡复用件1221被腐蚀时将其更换为新的第一固化毡复用件1221，且相较于炉底固化毡120，第一固化毡复用件1221的成本较低，可大大降低炉底固化毡120的复用成本，也有利于延长炉底固化毡120的使用寿命。

在一些实施例中，定位孔A为圆柱孔，沿定位孔A的轴线方向和/或沿定位孔A的径向方向，固化毡复用件122的至少部分抵接于对应的定位孔A的孔壁。

具体地，沿定位孔A的轴线方向和/或沿定位孔A的径向方向，固化毡复用件122穿设于对应的定位孔A的部分抵接于对应的定位孔A的孔壁。可以是，固化毡复用件122的一部分穿设于对应的定位孔A，固化毡复用件122的另一部分位于定位孔A外，比如固化毡复用件122的顶端可延伸穿设于下述的导电软毡130内；也可以是，全部固化毡复用件122穿设于对应的定位孔A内。

由于沿定位孔A的轴线方向和/或沿定位孔A的径向方向，固化毡复用件122的至少部分抵接于对应的定位孔A的孔壁，可以很好地将固化毡复用件122限位于对应的定位孔A，提高炉底固化毡120的稳定性和可靠性。

在一些实施例中，请参阅图3，定位孔A的孔壁包括第一台阶部A1，固化毡复用件122包括与第一台阶部A1相对应的第二台阶部122a，沿定位孔A1的轴线方向和径向方向，第一台阶部A1和第二台阶部122a配合抵接，以使对应的固化毡复用件122定位于对应的定位孔A。

可以理解，第一固化毡复用件1221和下述的第二固化毡复用件1222均包括第二台阶部122a。

利用第一台阶部A1和第二台阶部122a配合抵接，可使固化毡复用件122沿定位孔A1的轴线方向和径向方向限位于对应的定位孔A，提高固化毡复用件122的安装稳定性，进而提高炉底固化毡120的可靠性。

在一些实施例中，定位孔A的最大孔径为D1，沿定位孔A的径向方向，固化毡本体121的最大尺寸为D2，D2/D1＝L，L为3.5-6.0。

如此，将定位孔A的设置在合适的范围内，比如设置L为3.5-6.0，如此，既有利于使出气通道B的流通面积足够大，又有利于将固化毡复用件122的占用面积设置在合理的范围内，进而有利于降低第一固化毡复用件1221的更换成本。

在一些实施例中，出气通道B的侧壁靠近进气口1101的一端设有引流部12211，引流部12211具有第一端部122111和第二端部122112，第一端部122111和第二端部122112沿固化毡本体121的顶部指向固化毡本体121的底部的方向依次设置，出气通道B的截面为圆形，沿出气通道B的径向，相较于第一端部122111，第二端部122112更靠近出气通道B的中心轴线设置。

由此可见，利用该引流部12211，可将流入出气通道B内的气流从第一端部122111引流至第二端部122112，结合沿出气通道B的径向，相较于第一端部122111，第二端部122112更靠近出气通道B的中心轴线设置，如此，流入出气通道B内的气流能够被引流至出气通道B的中心处，减小出气通道B内的气流与出气通道B的侧壁接触的机会，有利于减小上述的杂质挥发物粘附于出气通道B的侧壁顶端的可能性，进而可降低出气通道B出现堵塞的情况。

在本实施例中，引流部12211由第一端部122111至第二端部122112呈弧状地弯曲延伸设置。

如此，可更好地利用引流部12211将流入出气通道B内的气流引流至出气通道B的中心处，以通过出气通道B排出，进而可很好地降低出气通道B出现堵塞的情况。

本申请一实施例提供的单晶炉10，包括上述的炉体110及上述任一实施例的炉底固化毡120，利用该炉底固化毡120，可大大降低单晶炉10的复用成本，也有利于延长单晶炉10的使用寿命。

在一些实施例中，请参阅图1，并结合参阅图4，单晶炉10还包括导电软毡130，导电软毡130覆盖于固化毡本体121，导电软毡130上设有与第一固化毡复用件1221一一对应的多个第一软毡过孔1301，第一软毡过孔1301连通于进气口1101和对应的出气通道B之间。

可选地，导电软毡130的材质可以为石墨。

利用导电软毡130和炉底固化毡120配合，可进一步提高炉体110的保温性能的同时，由于第一软毡过孔1301连通于进气口1101和对应的出气通道B之间，可使上述的杂质挥发物等可通过第一软毡过孔1301和出气通道B而排出。

在一些实施例中，单晶炉10还包括导电压片140，沿定位孔A的轴线方向，导电压片140抵接于导电软毡130背离固化毡本体121的一侧，导电压片140上设有与第一固化毡复用件1221一一对应的多个第一压片过孔1401，第一压片过孔1401连通于进气口1101和对应的第一软毡过孔1301之间。

可选地，导电压片140的材质可以为石墨。

利用导电压片140更好地限位固定炉底固化毡120，且导电压片140、导电软毡130和炉底固化毡120配合，可进一步提高炉体110的保温性能的同时，也可使上述的杂质挥发物等通过第一压片过孔1401、第一软毡过孔1301和出气通道B而排出。

在一些实施例中，多个固化毡复用件122还包括多个第二固化毡复用件1222，单晶炉10还包括与第二固化毡复用件1222一一对应的多个外接电极160，以及与外接电极160相对应且与固化毡本体121电连接的多个加热电极150，外接电极160的一端穿过对应的第二固化毡复用件1222的一端、导电软毡130和导电压片140，并与对应的加热电极150电连接，外接电极160的另一端穿过对应的第二固化毡复用件1222的另一端和炉体110的底壁，以用于外接电源。

可选地，导电软毡130上设有与加热电极150一一对应的多个第二软毡过孔，以便外接电极160穿过对应的第二软毡过孔。

可选地，导电压片140上设有与加热电极150一一对应的多个第二压片过孔1402，以便外接电极160穿过对应的第二压片过孔1402。

可以理解，电源可通过外接电极160给对应的加热电极150供电，以使炉底固化毡120、导电软毡130和导电压片140通电发热，进而可很好地提高炉体110的保温性能。

可选地，加热电极150和对应的外接电极160通过连接螺栓161连接，以更好地固定加热电极150，也方便更换外接电极160。

可选地，单晶炉10还包括设于炉体110内且位于导电压片140上方的坩埚170，加热电极150的数量设有多个，多个加热电极150包括两个主加热电极151，主加热电极151远离对应的外接电极160的一端连接于坩埚170的底端，以便利用外接电极160和对应的主加热电极151给坩埚170加热。

可选地，多个加热电极150还包括设于导电压片140背离导电软毡130的一侧表面的两个底加热电极152。

可以利用外接电极160和对应的底加热电极152给导电压片140、导电软毡130和炉底固化毡120加热，提高炉体110的保温性能。

可选地，单晶炉10还包括依次穿过炉体110的底壁、固化毡本体121上的轴孔C、导电软毡130和导电压片140的下轴180，下轴180穿出导电压片140的一端连接于坩埚170的底部，可利用下轴180驱动坩埚170升降，调节坩埚170与导电压片140之间沿定位孔A的轴线方向的间距，可很好地调控坩埚170内的温度，以利于单晶的拉制作业。

可选地，单晶炉10还包括位于炉体110内的内罩191(图4中给出内罩191的局部结构示意图)，内罩191和固化毡本体121之间界定出用于容置坩埚170的内腔1911，导电软毡130、导电压片140和所有加热电极150均位于内腔1911内，内腔1911分别与第一压片过孔1401和进气口1101连通。

如此，便于保护气体(如氩气)通过进气口1101进入内腔1911内，进而使上述的杂质挥发物可随着保护气体(如氩气)流入第一压片过孔1401内，进而通过出气通道B而排出炉体110外。

可选地，单晶炉10还包括底端延伸至内腔1911内的导流罩192，导流罩192具有导流通道1921，导流通道1921的顶端与进气口1101连通，导流通道1921的底端与内腔1911连通，导流通道1921包括收敛段，沿定位孔A的轴线方向，收敛段的径向尺寸逐渐减小。

如此，可利用导流通道1921更好地将从进气口1101流入的保护气体(如氩气)引流至内腔1911内，有利于单晶的拉制作业。

本申请的单晶炉10使用时，既可利用外接电极160和对应的主加热电极151给坩埚170加热，又可利用外接电极160和对应的底加热电极152给导电压片140、导电软毡130和炉底固化毡120加热，可显著提高炉体110的保温性能；另外，利用第一固化毡复用件1221上的出气通道B排出炉体110内的保护气体和因拉制单晶而产生的杂质挥发物的同时，由于第一固化毡复用件1221可拆卸地设于固化毡本体121上，如此，方便在第一固化毡复用件1221被腐蚀时(杂质挥发物主要与第一固化毡复用件1221接触，第一固化毡复用件1221长期使用后会被杂质挥发物腐蚀)将其更换为新的第一固化毡复用件1221，且相较于炉底固化毡120，第一固化毡复用件1221的成本较低，可大大降低炉底固化毡120的复用成本，也有利于延长炉底固化毡120的使用寿命。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种炉底固化毡，用于单晶炉，所述单晶炉包括炉体，所述炉体上设有进气口，其特征在于，所述炉底固化毡设于所述炉体内，所述炉底固化毡包括：

固化毡本体，所述固化毡本体上设有多个定位孔；以及

多个固化毡复用件，与所述定位孔一一对应，且所述固化毡复用件可拆卸地穿设于对应的所述定位孔；

其中，所述多个固化毡复用件包括第一固化毡复用件，所述第一固化毡复用件上贯穿设有与所述进气口相连通的出气通道。

2.根据权利要求1所述的炉底固化毡，其特征在于，所述定位孔为圆柱孔，沿所述定位孔的轴线方向和/或沿所述定位孔的径向方向，所述固化毡复用件的至少部分抵接于对应的所述定位孔的孔壁。

3.根据权利要求2所述的炉底固化毡，其特征在于，所述定位孔的孔壁包括第一台阶部，所述固化毡复用件包括与所述第一台阶部相对应的第二台阶部；

沿所述定位孔的轴线方向和径向方向，所述第一台阶部和所述第二台阶部配合抵接，以使对应的所述固化毡复用件定位于对应的所述定位孔。

4.根据权利要求1-3任一项所述的炉底固化毡，其特征在于，所述定位孔的最大孔径为D1，沿所述定位孔的径向方向，所述固化毡本体的最大尺寸为D2，D2/D1＝L，L为3.5-6.0。

5.根据权利要求1-3任一项所述的炉底固化毡，其特征在于，所述出气通道的侧壁靠近所述进气口的一端设有引流部，所述引流部具有第一端部和第二端部，所述第一端部和所述第二端部沿所述固化毡本体的顶部指向所述固化毡本体的底部的方向依次设置；

所述出气通道的截面为圆形，沿所述出气通道的径向，相较于所述第一端部，所述第二端部更靠近所述出气通道的中心轴线设置。

6.根据权利要求5所述的炉底固化毡，其特征在于，所述引流部由所述第一端部至所述第二端部呈弧状地弯曲延伸设置。

7.一种单晶炉，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的炉底固化毡。

8.根据权利要求7所述的单晶炉，其特征在于，所述单晶炉还包括导电软毡，所述导电软毡覆盖于所述固化毡本体；

所述导电软毡上设有与所述第一固化毡复用件一一对应的多个第一软毡过孔，所述第一软毡过孔连通于所述进气口和对应的所述出气通道之间。

9.根据权利要求8所述的单晶炉，其特征在于，所述单晶炉还包括导电压片，沿所述定位孔的轴线方向，所述导电压片抵接于所述导电软毡背离所述固化毡本体的一侧；

所述导电压片上设有与所述第一固化毡复用件一一对应的多个第一压片过孔，所述第一压片过孔连通于所述进气口和对应的所述第一软毡过孔之间。

10.根据权利要求9所述的单晶炉，其特征在于，所述多个固化毡复用件还包括多个第二固化毡复用件；

所述单晶炉还包括与所述第二固化毡复用件一一对应的多个外接电极，以及与所述外接电极相对应且与所述固化毡本体电连接的多个加热电极；

所述外接电极的一端穿过对应的第二固化毡复用件的一端、所述导电软毡和所述导电压片，并与对应的加热电极电连接，所述外接电极的另一端穿过对应的第二固化毡复用件的另一端和所述炉体的底壁，以用于外接电源。