CN220827497U - 单晶炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种单晶炉，包括保温组件和提拉组件，保温组件包括上保温筒和下保温筒，上保温筒放置于下保温筒的上方；提拉组件包括承托件和驱动件，承托件设置在上保温筒与下保温筒之间，驱动件设置在单晶炉外，承托件与驱动件传动连接，驱动件驱动承托件上下运动，以使上保温筒与下保温筒分离或组合。通过对保温组件进行分离设计，并设置提拉组件，以达到加速冷却单晶炉，使单晶炉内温度快速下降的目的，这样，能够减少保温组件的氧化损伤，延长其使用寿命，同时，有效缩短生产时间，提高生产效率，降低生产成本。

Description

单晶炉

技术领域

本实用新型涉及单晶技术领域，尤其是涉及一种单晶炉。

背景技术

现有技术中，在采用连续直拉单晶(简称：CCZ)技术制备单晶硅的过程中，加料管的出料口正对坩埚的底部，同时，出料口位于硅熔液的上方，且加料管底端为常规圆面环结构，这样，在加料时，加料管中的颗粒硅在下落的过程中，会受到坩埚内热浮力作用，从而无法直线下落，往往会形成一定的弧度落入坩埚内，减缓了加料速度，同时，还会有部分颗粒硅在弧线运动的过程中撞击坩埚内壁，对坩埚内壁造成损伤，另外，单晶炉内会持续通入氩气，氩气落在坩埚的中心处向四周散开，在散开的过程中会进一步将颗粒硅吹向坩埚内壁，加剧了坩埚内壁的受损。

当前的单晶炉的热场保温性好，当制备完成打开单晶炉时，单晶炉内的热场散热速度慢，整体冷却的时间长，这导致单晶炉内的保温装置会在高温的环境下发生氧化，从而使其本体受到损伤，保温性能受到损伤，缩短了其使用寿命，进而增加了生产成本。

发明内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型在于提出一种单晶炉，其能够保证颗粒硅正常下落，避免颗粒硅撞击坩埚内壁，还能够缩短单晶炉内热场的冷却时间，从而延长保温装置的使用寿命，提升产能，降低生产成本。

根据本实用新型实施例的单晶炉，包括保温组件和提拉组件，保温组件包括上保温筒和下保温筒，上保温筒放置于下保温筒的上方；提拉组件包括承托件和驱动件，承托件设置在上保温筒与下保温筒之间，驱动件设置在单晶炉外，承托件与驱动件传动连接，驱动件驱动承托件上下运动，以使上保温筒与下保温筒分离或组合。

根据本实用新型实施例的单晶炉，通过对保温组件进行分离设计，并设置提拉组件，以达到加速冷却单晶炉，使单晶炉内温度快速下降的目的，这样，能够减少保温组件的氧化损伤，延长其使用寿命，同时，有效缩短生产时间，提高生产效率，降低生产成本。

另外，根据本实用新型的单晶炉，还可以具有如下附加的技术特征：

在一些实施例中，所述承托件包括环形托盘，所述环形托盘的外径大于或等于所述上保温筒的外径，所述环形托盘的内径等于所述上保温筒的内径。

在一些实施例中，所述提拉组件还包括提拉杆，所述提拉杆设置有多个，多个所述提拉杆间隔开设置在所述承托件的周向上，所述提拉杆与所述驱动件传动连接。

在一些实施例中，所述单晶炉还包括导流组件，所述导流组件包括导流罩，所述导流罩包括搭接部和导流部，所述搭接部罩设在所述上保温筒的顶部和外侧壁的周向上，所述导流部朝向所述单晶炉内的坩埚延伸，以对通入所述单晶炉内的气体导流。

在一些实施例中，所述提拉组件还包括抗压件，所述抗压件设置在所述搭接部的上顶面、所述导流部的表面和所述上保温筒的内周壁上，所述提拉杆的上端与所述抗压件固定连接，在所述上保温筒的径向上，所述承托件远离所述提拉杆的一端与所述上保温筒的内周壁上的所述抗压件固定连接，所述抗压件、所述提拉杆和所述承托件构成笼形结构，所述上保温筒位于所述笼形结构中。

在一些实施例中，所述驱动件包括传动杆，所述传动杆的下端与所述抗压件固定连接。

在一些实施例中，所述单晶炉上设置有第一通孔，所述导流部上设置有第二通孔，所述单晶炉还包括加料组件，所述加料组件包括加料管，所述加料管依次穿过所述第一通孔和所述第二通孔，伸入到所述坩埚内。

在一些实施例中，所述加料管的下端面包括导向截面，以使所述加料管的出料口朝向远离所述坩埚的内侧壁的一侧。

在一些实施例中，所述导向截面为斜面或所述导向截面包括第一平面和第二平面，所述第一平面与所述加料管的下端面沿所述加料管的长度方向间隔开，所述第二平面连接在所述第一平面与所述加料管的底面之间。

在一些实施例中，所述加料管与通气管连通，所述通气管内的气体流入所述加料管内，以从所述加料管的出料口流出。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的单晶炉的剖视图。

附图标记：

100、单晶炉；

1、保温组件；11、上保温筒；12、下保温筒；

2、提拉组件；21、承托件；22、驱动件；23、提拉杆；24、抗压件；221、传动杆；

3、导流组件；31、导流罩；311、搭接部；312、导流部；

4、加料组件；41、加料管；411、导向截面。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，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”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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，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，还可以是通信；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。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。

下面参考图1描述根据本实用新型实施例的单晶炉100。

如图1所示，根据本实用新型实施例的单晶炉100，包括：保温组件1和提拉组件2，保温组件1包括上保温筒11和下保温筒12，上保温筒11放置于下保温筒12的上方；提拉组件2包括承托件21和驱动件22，承托件21设置在上保温筒11与下保温筒12之间，驱动件22设置在单晶炉100外，承托件21与驱动件22传动连接，驱动件22驱动承托件21上下运动，以使上保温筒11与下保温筒12分离或组合。

在本实施例中，保温组件1用于对单晶炉100内的热场进行保温，防止热场内的温度流失，保证热场内的温度恒定。提拉组件2用于将上保温筒11提起或降下，以使上保温筒11与下保温筒12分离，使得热场中热气流能够从上保温筒11与下保温筒12之间的间隙中流出，从而加速冷却单晶炉100，使单晶炉100内的温度快速下降，进而减少保温组件1的氧化，减轻保温组件1的受损程度，延长保温组件1的使用寿命，降低生产成本。

进一步地，在提拉的过程中，承托件21能够对上保温筒11的底部进行支撑，使上保温筒11的底部受力均匀，从而使上保温筒11在上升的过程中更加稳定且不易晃动；在下降的过程中，承托件21能够起到缓冲和保护的作用，防止上保温筒11与下保温筒12发生碰撞。

根据本实用新型实施例的单晶炉100，通过对保温组件1进行分离设计，并设置提拉组件2，以达到加速冷却单晶炉100，使单晶炉100内温度快速下降的目的，这样，能够减少保温组件1的氧化损伤，延长其使用寿命，同时，有效缩短生产时间，提高生产效率，降低生产成本。

在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，承托件21包括环形托盘，环形托盘的外径大于或等于上保温筒11的外径，这样的设计能够留出足够的安装空间，以方便环形托盘与驱动件22传动连接；环形托盘的内径等于上保温筒11的内径，这样的设计能够避免环形托盘与保温筒内的坩埚干涉，从而保证上保温筒11在上升过程中的稳定性。

在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，提拉组件2还包括提拉杆23，提拉杆23设置有多个，多个提拉杆23间隔开设置在承托件21的周向上，提拉杆23与驱动件22传动连接。在本实施例中，承托件21通过提拉杆23与驱动件22传动连接，多个提拉杆23间隔开设置在承托件21的周向上，分散开对承托件21进行提拉，能够使承托件21施加在上保温筒11上的作用力更加均匀，有效避免上保温筒11在上升的过程中发生倾斜，保证上保温筒11上升的稳定性。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图1所示，单晶炉100还包括导流组件3，导流组件3包括导流罩31，导流罩31包括搭接部311和导流部312，搭接部311罩设在上保温筒11的顶部和外侧壁的周向上，导流部312朝向单晶炉100内的坩埚延伸，以对通入单晶炉100内的气体导流。在本具体实施例中，导流罩31能够对通入单晶炉100内的气体进行导向，防止气体在单晶炉100四处流动，扰乱生产环境的稳定性；搭接部311能够与上保温筒11配合，以保证导流罩31的安装稳定性，导流部312能够将气体导向坩埚所在的热场环境中，从而保证生产环境的稳定性。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图1所示，提拉组件2还包括抗压件24，抗压件24设置在搭接部311的上顶面、导流部312的表面和上保温筒11的内周壁上，提拉杆23的上端与抗压件24固定连接，在上保温筒11的径向上，承托件21远离提拉杆23的一端与上保温筒11的内周壁上的抗压件24固定连接，抗压件24、提拉杆23和承托件21构成笼形结构，上保温筒11位于笼形结构中。在本具体实施例中，抗压件24能够增强保温筒的抗压性能，同时，抗压件24能够与提拉杆23和承托件21构成笼形结构，以将上保温筒11包裹在笼中，对上保温筒11的四周和上下端部均进行限位，使得上保温筒11在被提拉的过程中不会发生晃动或偏移，保证上保温筒11的稳定性。

在一些实施例中，抗压件24还能够设置在下保温筒12的内侧壁的周向上，以提高下保温筒12的抗压强度。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图1所示，驱动件22包括传动杆221，传动杆221的下端与抗压件24固定连接。在本具体实施例中，驱动件22通过传动杆221与抗压件24的固定连接，从而拉动笼形结构上升，以使位于笼形结构中的上保温筒11与下保温筒12分离。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图1所示，单晶炉100上设置有第一通孔，导流部312上设置有第二通孔，单晶炉100还包括加料组件4，加料组件4包括加料管41，加料管41依次穿过第一通孔和第二通孔，伸入到坩埚内。在本具体实施例中，加料管41用于朝向坩埚内补充硅料，第一通孔和第二通孔不仅能够给加料管41提供安装通路，而且能够对加料管41的周向进行限位，以防止加料管41发生晃动。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图1所示，加料管41的下端面包括导向截面411，以使加料管41的出料口朝向远离坩埚的内侧壁的一侧。在本具体实施例中，导向截面411改变了加料管41的出料口的朝向，使出料口朝向坩埚的中心，这样，当硅料从加料管41中流出，且受到热浮力的影响时，硅料能够被背离开口的部分加料管41体所阻挡，从而避免硅料朝向坩埚的内侧壁运动，进而减少了硅料撞击坩埚的内侧壁的情况发生，保护了坩埚的内侧壁的安全，延长了坩埚的使用寿命。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图1所示，导向截面411为斜面或导向截面411包括第一平面和第二平面，第一平面与加料管41的下端面沿加料管41的长度方向间隔开，第二平面连接在第一平面与加料管41的底面之间。也就是说，导向截面411能够设置为斜面，也能够设置为与加料管41底面间隔开的第一平面和连接第一平面和底面的第二平面，斜面和平面均能够改变加料管41的出料口的朝向，以对硅料起到阻挡的作用。

在一些实施例中，导向截面411还能够设置为其它类型的面，这里不做具体限定。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图1所示，加料管41与通气管连通，通气管内的气体流入加料管41内，以从加料管41的出料口流出。在本具体实施例中，加料管41接入通气管，通气管能够对加料管41中通气，这样，当硅料从出料口流出时，一同从出料口流出的气体能够与冲入热场环境中的气体相冲，以抵消热场中的气体对硅料的作用，从而保证硅料能够顺利落入到坩埚内，而不会撞击坩埚的内侧壁。

在一些实施例中，如图1所示，承托件21具有第一定位部，第一定位部包括第一阶梯段、第二阶梯段和连接段，第一阶梯段位于第二阶梯段的上方，连接端设置在第一阶梯段与第二阶梯段之间，连接段的一端与第一阶梯段连接，连接段的另一端与第二阶梯段连接；上保温筒11具有与第一定位部的上表面配合的阶梯面，下保温筒12具有与第一定位部下表面配合的阶梯面。通过在承托件21、上保温筒11的下底面和下保温筒12的上顶面处设置相互配合的定位部，一方面能够保证上保温筒11在下落与下保温筒12配合时，能够方便定位装配，避免装配发生偏差，另一方面能够加强保温筒的密封性，从而提高保温筒的保温性能。

根据本实用新型实施例的单晶炉100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种单晶炉，其特征在于，包括：

保温组件，所述保温组件包括上保温筒和下保温筒，所述上保温筒放置于所述下保温筒的上方；

提拉组件，所述提拉组件包括承托件和驱动件，所述承托件设置在所述上保温筒与所述下保温筒之间，所述驱动件设置在所述单晶炉外，所述承托件与所述驱动件传动连接，所述驱动件驱动所述承托件上下运动，以使所述上保温筒与所述下保温筒分离或组合。

2.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，所述承托件包括环形托盘，所述环形托盘的外径大于或等于所述上保温筒的外径，所述环形托盘的内径等于所述上保温筒的内径。

3.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，所述提拉组件还包括提拉杆，所述提拉杆设置有多个，多个所述提拉杆间隔开设置在所述承托件的周向上，所述提拉杆与所述驱动件传动连接。

4.根据权利要求3所述的单晶炉，其特征在于，还包括导流组件，所述导流组件包括导流罩，所述导流罩包括搭接部和导流部，所述搭接部罩设在所述上保温筒的顶部和外侧壁的周向上，所述导流部朝向所述单晶炉内的坩埚延伸，以对通入所述单晶炉内的气体导流。

5.根据权利要求4所述的单晶炉，其特征在于，所述提拉组件还包括抗压件，所述抗压件设置在所述搭接部的上顶面、所述导流部的表面和所述上保温筒的内周壁上，所述提拉杆的上端与所述抗压件固定连接，在所述上保温筒的径向上，所述承托件远离所述提拉杆的一端与所述上保温筒的内周壁上的所述抗压件固定连接，所述抗压件、所述提拉杆和所述承托件构成笼形结构，所述上保温筒位于所述笼形结构中。

6.根据权利要求5所述的单晶炉，其特征在于，所述驱动件包括传动杆，所述传动杆的下端与所述抗压件固定连接。

7.根据权利要求4所述的单晶炉，其特征在于，所述单晶炉上设置有第一通孔，所述导流部上设置有第二通孔，所述单晶炉还包括加料组件，所述加料组件包括加料管，所述加料管依次穿过所述第一通孔和所述第二通孔，伸入到所述坩埚内。

8.根据权利要求7所述的单晶炉，其特征在于，所述加料管的下端面包括导向截面，以使所述加料管的出料口朝向远离所述坩埚的内侧壁的一侧。

9.根据权利要求8所述的单晶炉，其特征在于，所述导向截面为斜面或所述导向截面包括第一平面和第二平面，所述第一平面与所述加料管的下端面沿所述加料管的长度方向间隔开，所述第二平面连接在所述第一平面与所述加料管的底面之间。

10.根据权利要求7所述的单晶炉，其特征在于，所述加料管与通气管连通，所述通气管内的气体流入所述加料管内，以从所述加料管的出料口流出。