TW202409362A - 冷卻裝置及其控制方法、晶體生長爐 - Google Patents
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Abstract
一種冷卻裝置及其控制方法、晶體生長爐。晶體生長爐具有進液管路和出液管路,冷卻裝置包括第一冷卻套和切換組件,第一冷卻套內限定出分隔的第一冷卻通道和第二冷卻通道,第一冷卻通道的冷卻能力高於第二冷卻通道的冷卻能力,在第一工作位置下,第一冷卻通道適於與進液管路和出液管路均連通、且第二冷卻通道適於與進液管路和出液管路均隔斷,在第二工作位置下,第二冷卻通道適於與進液管路和出液管路均連通、且第一冷卻通道適於與進液管路和出液管路均隔斷;切換組件用於驅動第一冷卻套在第一工作位置和第二工作位置之間切換。
Description
本發明涉及晶體生長技術領域,尤其是涉及一種冷卻裝置及其控制方法、晶體生長爐。
相關技術中,在晶體生長爐中,例如CZ長晶爐,設置用於對晶體進行冷卻的冷卻套,但是由於晶體的晶冠處與冷卻套之間的熱輻射角度較大,有效換熱面積較小,導致晶冠的散熱效率低。
本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此,本發明提出一種冷卻裝置,所述冷卻裝置可以提升晶冠的散熱效率。
本發明還提出一種具有上述冷卻裝置的晶體生長爐。
根據本發明第一方面實施例的冷卻裝置,所述冷卻裝置用於晶體生長爐,且用於對晶體進行冷卻,所述晶體生長爐具有進液管路和出液管路,所述冷卻裝置包括:至少一個第一冷卻套,所述第一冷卻套內限定出分隔的第一冷卻通道和第二冷卻通道,所述第一冷卻通道的冷卻能力高於所述第二冷卻通道的冷卻能力,所述第一冷卻套適於在第一工作位置和第二工作位置之間切換,在所述第一工作位置下,所述第一冷卻通道適於與所述進液管路和所述出液管路均連通、且所述第二冷卻通道適於與所述進液管路和所述出液管路均隔斷,在所述第二工作位置下,所述第二冷卻通道適於與所述進液管路和所述出液管路均連通、且所述第一冷卻通道適於與所述進液管路和所述出液管路均隔斷;切換組件,所述切換組件用於驅動所述第一冷卻套在所述第一工作位置和所述第二工作位置之間切換。
根據本發明實施例的冷卻裝置,通過在第一冷卻套設置分隔的第一冷卻通道和第二冷卻通道,第一冷卻通道的冷卻能力高於第二冷卻通道的冷卻能力,使得第一冷卻套在的第一工作位置時的冷卻能力強於在第二工作位置時的冷卻能力,從而當第一冷卻套對晶冠進行冷卻時,當晶體上升至某一位置,通過切換組件驅動將第一冷卻套切換至為第一工作位置,使得加快第一冷卻套第一冷卻通道與晶冠之間的進行熱量交換效率,以對晶冠進行快速有效散熱,從而提高晶冠處的散熱效率。
在一些實施例中,所述第一冷卻套適於與所述進液管路和所述出液管路滑移配合,所述切換組件用於驅動所述第一冷卻套相對於所述進液管路和所述出液管路繞所述第一冷卻套的中心軸線轉動。
在一些實施例中,所述第一冷卻套和所述切換組件分別為多個,多個所述第一冷卻套沿所述第一冷卻套的軸向依次設置,相鄰兩個所述第一冷卻套之間樞轉相連,所述切換組件用於驅動對應所述第一冷卻套繞所述第一冷卻套的中心軸線轉動。
在一些實施例中,所述第一冷卻套為一個,所述第一冷卻套為第一冷卻件;或者,所述第一冷卻套為多個,多個所述第一冷卻套沿所述第一冷卻套的軸向依次設置,多個所述第一冷卻套的最下側的一個為第一冷卻件,其餘所述第一冷卻套為第二冷卻件,所述第二冷卻件還限定出兩個回流通道,所述第二冷卻件在所述第一工作位置下,其中一個所述回流通道連通在所述第一冷卻件和所述出液管路之間,所述第二冷卻件在所述第二工作位置下,另一個所述回流通道連通在所述第一冷卻件和所述出液管路之間,其中,所述第一冷卻件的所述第一冷卻通道和所述第一冷卻件的所述第二冷卻通道均沿所述第一冷卻件的周向延伸成環形,所述第一冷卻件的所述第一冷卻通道的進液口和出液口、以及所述第一冷卻件的所述第二冷卻通道的進液口和出液口均位於所述第一冷卻套的頂部,所述第二冷卻件的所述第一冷卻通道和所述第二冷卻件的所述第二冷卻通道分別沿所述第二冷卻件的周向至少延伸一圈,所述第二冷卻件的所述第一冷卻通道的進液口和出液口分別位於所述第二冷卻件的頂部和底部,所述第二冷卻件的所述第二冷卻通道的進液口和出液口分別位於所述第二冷卻件的頂部和底部。
在一些實施例中,所述冷卻裝置還包括:第二冷卻套,所述第二冷卻套設在所述第一冷卻套的上側,且適於與所述進液管路和所述出液管路分別固定,所述第二冷卻套內限定出分隔的進液通道和出液通道,所述進液通道適於連接在所述進液管路和所述第一冷卻套之間,所述出液通道適於連接在所述出液管路和所述第一冷卻套之間,其中,所述第一冷卻套與所述第二冷卻套樞轉相連,所述切換組件用於驅動所述第一冷卻套相對於所述第二冷卻套轉動。
在一些實施例中,所述進液通道和/或所述出液通道沿所述第二冷卻套的周向至少延伸一圈,所述進液通道的進液口和出液口分別位於所述進液通道的頂部和底部,所述出液通道的進液口和出液口分別位於所述進液通道的頂部和底部。
在一些實施例中,所述切換組件包括:驅動電機;傳動機構,所述傳動機構配合在所述驅動電機和所述第一冷卻套之間,所述傳動機構為齒輪傳動機構,且包括嚙合配合的主動齒輪和從動輪齒,所述主動齒輪與所述驅動電機相連以由所述驅動電機驅動轉動,所述從動輪齒設在所述第一冷卻套的外周壁上;或者,所述傳動機構為鏈傳動機構,且包括主動輪、傳動鏈和從動齒,所述主動輪與所述驅動電機相連以由所述驅動電機驅動轉動,所述傳動鏈與所述主動輪和所述從動齒分別嚙合,所述從動齒設在所述第一冷卻套的外周壁上;或者,所述傳動機構為帶傳動機構,且包括主動輪和傳動帶,所述傳動帶張緊配合在所述主動輪和所述第一冷卻套上。
在一些實施例中,在所述第一冷卻套的徑向上,所述第一冷卻通道位於所述第二冷卻通道的徑向內側;和/或,所述第一冷卻通道的換熱面積大於所述第二冷卻通道的換熱面積。
在一些實施例中,所述第一冷卻通道和所述第二冷卻通道分別沿所述第一冷卻套的周向延伸為波浪形。
根據本發明第二方面實施例的晶體生長爐,包括根據本發明上述第一方面實施例的冷卻裝置。
根據本發明實施例的晶體生長爐,通過採用上述的冷卻裝置,可以節約晶體生長爐的拉晶時間,從而提高晶體生長爐的生產效率。
根據本發明第三方面實施例的冷卻裝置的控制方法,所述冷卻裝置為根據本發明上述第一方面實施例的冷卻裝置,所述晶體的頂部具有晶冠,所述控制方法包括:所述晶冠自所述冷卻裝置的下方向上移動至第一預設位置時,所述切換組件驅動對應所述第一冷卻套切換至所述第一工作位置,在所述第一預設位置,所述晶冠位於對應所述第一冷卻套的下方且與對應所述第一冷卻套的下端相距第一預設間距;所述晶冠自所述第一預設位置向上移動至第二預設位置時,所述切換組件驅動對應所述第一冷卻套切換至所述第二工作位置,在所述第二預設位置,所述晶冠位於對應所述第一冷卻套的上方且與對應所述第一冷卻套的上端相距第二預設間距。
根據本發明實施例的冷卻裝置的控制方法,通過晶冠自冷卻裝置的下方向上移動至不同的預設位置以使切換組件驅動對應第一冷卻套切換至相應的工作位置,適應晶體不同的冷卻效果的需求,從而適應晶體生長爐不同的工作需求,進而提高冷卻裝置的適用性。
在一些實施例中,所述第一冷卻套為多個,至少一個所述第一冷卻套處於所述第一工作位置時所述冷卻裝置的流量大於所有所述第一冷卻套均處於所述第二工作位置時所述冷卻裝置的流量。
在一些實施例中,所述第一冷卻套為兩個,兩個所述第一冷卻套分別為第一冷卻件和第二冷卻件,所述第一冷卻件和所述第二冷卻件沿軸向方向層疊設置,其中位於下側的所述第一冷卻套為所述第一冷卻件,上側的所述第一冷卻套為所述第二冷卻件,所述控制方法包括:自所述冷卻裝置的下方向上提拉晶體,在所述晶體的晶冠移動至與所述第一冷卻件的底壁相距第一預設間距時,所述切換組件驅動所述第一冷卻件從所述第二工作位置切換至所述第一工作位置,並控制所述冷卻裝置的流量從Q切換至Q1’,且滿足:Q1’=n*Q,1.1≤n≤1.15;繼續向上提拉晶體,在所述晶冠移動至與所述第二冷卻件的底壁間距在第一預設間距時,所述切換組件驅動所述第二冷卻件從所述第二工作位置切換至所述第一工作位置,並控制所述冷卻裝置的流量從Q1’切換至Q2,且滿足:Q2=n*Q,1.16≤n≤1.2;繼續向上提拉晶體,在所述晶體的晶冠移動至與所述第一冷卻件的頂壁相距第二預設間距時,所述切換組件驅動所述第一冷卻件從所述第一工作位置切換至所述第二工作位置,並控制所述冷卻裝置的流量從Q2切換至Q1’’,且滿足:Q1’’=n*Q,1.1≤n≤1.15;繼續向上提拉晶體,在所述晶體的晶冠移動至與所述第二冷卻件的頂壁相距第二預設間距時,所述切換組件驅動所述第二冷卻件從所述第一工作位置切換至所述第二工作位置,並控制所述冷卻裝置的流量從Q1’’切換至Q。
在一些實施例中,所述第一冷卻套為兩個,兩個所述第一冷卻套分別為第一冷卻件和第二冷卻件,所述第一冷卻件和所述第二冷卻件沿軸向方向層疊設置,其中位於下側的所述第一冷卻套為所述第一冷卻件,上側的所述第一冷卻套為所述第二冷卻件,所述控制方法包括:自所述冷卻裝置的下方向上提拉晶體,在所述晶體的晶冠移動至與所述第一冷卻件的底壁相距第一預設間距時,所述切換組件驅動所述第一冷卻件從所述第二工作位置切換至所述第一工作位置,並控制所述冷卻裝置的流量從Q11切換至Q12,且滿足:Q12=n*Q11,1.15≤n≤1.2;繼續向上提拉晶體,在所述晶冠移動至與所述第二冷卻件的底壁間距在第一預設間距時,所述切換組件驅動所述第二冷卻件從所述第二工作位置切換至所述第一工作位置,並控制所述冷卻裝置的流量從Q12切換至Q21,且滿足:Q21=n*Q11,1.26≤n≤1.3;繼續向上提拉晶體,在所述晶冠移動至與所述第一冷卻件的頂壁相距第二預設間距時,所述切換組件驅動所述第一冷卻件從所述第一工作位置切換至所述第二工作位置,並控制所述冷卻裝置的流量從Q21切換至Q22,且滿足:Q22=n*Q11,1.21≤n≤1.25;繼續向上提拉晶體,在所述晶冠移動至與所述第二冷卻件的頂壁相距第二預設間距時,所述切換組件驅動所述第二冷卻件從所述第一工作位置切換至所述第二工作位置,並控制所述冷卻裝置的流量從Q22先切換至Q21,穩定預設時間後,再控制所述冷卻裝置的流量從Q21先切換至Q11。
本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過本發明的實踐瞭解到。
下面詳細描述本發明的實施例,所述實施例的示例在附圖中示出,其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的,僅用於解釋本發明,而不能理解為對本發明的限制。
下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現本發明的不同結構。為了簡化本發明的公開,下文中對特定例子的部件和設置進行描述。當然,它們僅僅為示例,並且目的不在於限制本發明。此外,本發明可以在不同例子中重複參考數字和/或字母。這種重複是為了簡化和清楚的目的,其本身不指示所討論各種實施例和/或設置之間的關係。此外,本發明提供了的各種特定的工藝製程和材料的例子,但是本領域普通技術人員可以意識到其他工藝製程的可應用於性和/或其他材料的使用。
下面,參考附圖,描述根據本發明實施例的冷卻裝置100。其中,冷卻裝置100用於晶體生長爐,且冷卻裝置100用於對晶體進行冷卻,晶體生長爐具有進液管路101和出液管路102。
如圖1和圖4~圖5所示,冷卻裝置100包括至少一個第一冷卻套1,第一冷卻套1內限定出分隔的第一冷卻通道1a和第二冷卻通道1b,則第一冷卻通道1a內的冷卻介質無法直接流至第二冷卻通道1b內、且第二冷卻通道1b內的冷卻介質無法直接流至第一冷卻通道1a內,第一冷卻通道1a的冷卻能力高於第二冷卻通道1b的冷卻能力,也就是說,在相同條件下,冷卻介質通入第一冷卻通道1a內對晶體產生的冷卻效果優於將冷卻介質通入第二冷卻通道1b內對晶體產生的冷卻效果,冷卻效果可以採用單位時間內的溫度變化量等參數進行量化對比。
其中,第一冷卻套1適於在第一工作位置和第二工作位置之間切換,在第一工作位置下,第一冷卻通道1a適於與進液管路101和出液管路102均連通,且第二冷卻通道1b適於與進液管路101和出液管路102均隔斷(即不連通),此時進液管路101內的冷卻介質可以流至第一冷卻通道1a內,而後最終流至出液管路102,則第一冷卻套1通過第一冷卻通道1a對晶體進行冷卻,而第二冷卻通道1b並未工作,即第二冷卻通道1b內未流通有冷卻介質而無法對晶體進行冷卻;在第二工作位置下,第二冷卻通道1b適於與進液管路101和出液管路102均連通,且第一冷卻通道1a適於與進液管路101和出液管路102均隔斷,此時進液管路101內的冷卻介質可以流至第二冷卻通道1b內,而後最終流至出液管路102,則第一冷卻套1通過第二冷卻通道1b對晶體進行冷卻,而第一冷卻通道1a並未工作,即第一冷卻通道1a內未流通有冷卻介質而無法對晶體進行冷卻。
顯然,第一冷卻套1在第一工作位置時採用第一冷卻通道1a對晶體進行冷卻,在第二工作位置時採用第二冷卻通道1b對晶體進行冷卻;由於第一冷卻通道1a和第二冷卻通道1b的冷卻能力不同,則第一冷卻套1在第一工作位置時的冷卻能力也就與第一冷卻套1在第二工作位置時的冷卻能力不同,或進一步說,第一冷卻套1在第一工作位置時的冷卻能力高於第一冷卻套1在第二工作位置時的冷卻能力。
如圖1所示,冷卻裝置100還包括切換組件2,切換組件2用於驅動第一冷卻套1在第一工作位置和第二工作位置之間切換,則切換組件2可以驅動第一冷卻套1由第一工作位置運動至第二工作位置、或驅動第一冷卻套1由第二工作位置運動至第一工作位置,那麼切換組件2可以通過驅動第一冷卻套1運動至不同的工作位置來切換第一冷卻套1的冷卻能力。
由此,當晶體上升至某一位置,使得第一冷卻套1可以對晶體的晶冠進行冷卻時,可以通過切換組件2驅動第一冷卻套1運動至第一工作位置,以對晶冠進行快速有效散熱,從而提升晶冠的散熱效率,以更好地滿足晶冠的散熱需求。
例如,在晶體的提拉過程中,當晶冠向上移動至與第一冷卻套1的下端相距為預設間距H(例如後文所述的第一預設位置)時,晶冠位於第一冷卻套1的下方,此時切換組件2驅動第一冷卻套1運動至第一工作位置,使得第一冷卻套1具有較高的冷卻能力,以對晶冠進行快速有效散熱,則晶冠的熱量可以迅速通過第一冷卻通道1a內的冷卻介質帶走;當晶冠繼續向上移動至超出第一冷卻套1的上端(例如後文所述的第二預設位置)時,晶冠位於第一冷卻套1的上側,此時切換組件2驅動第一冷卻套1切換至第二工作位置,以便減少冷卻成本,同時滿足晶體其他部位的散熱需求。其中,預設間距可以根據實際需求具體設置。當然,切換組件2的切換條件不限於此。
根據本發明實施例的冷卻裝置100,通過在第一冷卻套1設置分隔的第一冷卻通道1a和第二冷卻通道1b,第一冷卻通道1a的冷卻能力高於第二冷卻通道1b的冷卻能力,使得第一冷卻套1在第一工作位置時的冷卻能力強於在第二工作位置時的冷卻能力,從而當第一冷卻套1對晶冠進行冷卻時,通過切換組件2驅動第一冷卻套1切換至第一工作位置,加快第一冷卻套1與晶冠之間的熱量交換效率,以對晶冠進行快速有效散熱,從而提高晶冠處的散熱效率。
在一些實施例中,如圖1所示,第一冷卻套1適於與進液管路101和出液管路102滑移配合,切換組件2用於驅動第一冷卻套1相對於進液管路101和出液管路102繞第一冷卻套1的中心軸線轉動,以實現第一冷卻套1在第一工作位置和第二工作位置之間的切換。
可選地,第一冷卻套1適於與進液管路101和出液管路102直接滑移配合或間接配合。
當第一冷卻套1與進液管路101和出液管路102之間分別直接滑移配合時,比如第一冷卻套1的頂部形成有至少一個滑槽,且滑槽沿第一冷卻套1的周向延伸,例如滑槽延伸一圈以形成為環形、或者滑槽延伸為弧形,進液管路101和出液管路102分別與對應滑槽滑移配合,通過切換組件2以實現第一冷卻套1在第一工作位置和第二工作位置之間切換,同時第一冷卻套1的轉動不會與進液管路101和出液管路102發生干涉。
當第一冷卻套1與進液管路101和出液管路102之間分別間接滑移配合時,例如冷卻裝置100還包括下文所述的第二冷卻套3,第二冷卻套3適於與進液管路101和出液管路102分別固定,且第二冷卻套3與第一冷卻套1樞轉配合,同樣可以通過第一冷卻套1相對第二冷卻套3繞第一冷卻套1中心軸線的轉動,來實現第一冷卻套1在第一工作位置和第二工作位置之間的切換。
在一些實施例中,如圖1~圖3所示,第一冷卻套1和切換組件2分別為多個,多個第一冷卻套1沿第一冷卻套1的軸向依次設置,相鄰兩個第一冷卻套1之間樞轉相連,切換組件2用於驅動對應第一冷卻套1繞第一冷卻套1的中心軸線轉動,以實現第一冷卻套1在第一工作位置和第二工作位置之間的切換。
可見,冷卻裝置100的軸向長度的調整可以通過調整單個第一冷卻套1的軸向長度和/或調整第一冷卻套1的數量來實現,以便於合理設置冷卻裝置100的軸向長度;同時,由於每個切換組件2分別用於驅動一個第一冷卻套1運動,便於實現第一冷卻套1相對於其餘第一冷卻套1的獨立控制,以在其中一個第一冷卻套1冷卻晶冠時,可以只需調整上述其中一個第一冷卻套1的工作位置即可,無需調整其餘第一冷卻套1的工作位置,以在滿足晶體冷卻需求的前提下,有利於減小切換組件2所需提供的切換動力。
當然,第一冷卻套1和切換組件2還可以分別為一個。
在一些實施例中,第一冷卻套1為一個,第一冷卻套1為第一冷卻件11;第一冷卻件11的第一冷卻通道1a和第一冷卻件11的第二冷卻通道1b均沿第一冷卻件11的周向延伸成環形,以便保證第一冷卻件11在第一工作位置和第二工作位置中的任一個下對晶體的冷卻效果。其中,第一冷卻件11的第一冷卻通道1a的進液口和出液口、以及第一冷卻件11的第二冷卻通道1b的進液口和出液口均位於第一冷卻套1的頂部,以便於第一冷卻通道1a與進液管路101和出液管路102的連通、便於第二冷卻通道1b與進液管路101和出液管路102的連通。
例如,在第一工作位置時,進液管路101與第一冷卻通道1a的進液口連通,出液管路102與第一冷卻通道1a的出液口連通;在第二工作位置時,進液管路101與第二冷卻通道1b的進液口連通,出液管路102與第二冷卻通道1b的出液口連通。
在另一些實施例中,如圖1所示,第一冷卻套1為多個,多個第一冷卻套1沿第一冷卻套1的軸向依次設置,多個第一冷卻套1的最下側的一個為第一冷卻件11,其餘第一冷卻套1為第二冷卻件12,第二冷卻件12還限定出兩個回流通道,兩個回流通道之間分隔,第二冷卻件12在第一工作位置下,其中一個回流通道連通在第一冷卻件11和出液管路102之間,此時第一冷卻件11內的冷卻介質可以流至對應回流通道內,而後最終流至出液管路102,第二冷卻件12在第二工作位置下,另一個回流通道連通在第一冷卻件11和出液管路102之間,此時第一冷卻件11內的冷卻介質可以流至對應回流通道內,而後最終流至出液管路102。
其中,第一冷卻件11的第一冷卻通道1a和第一冷卻件11的第二冷卻通道1b沿第一冷卻件11的周向延伸成環形,以便保證第一冷卻件11在第一工作位置和第二工作位置中的任一個下對晶體的冷卻效果。其中,第一冷卻件11的第一冷卻通道1a的進液口和出液口、以及第一冷卻件11的第二冷卻通道1b的進液口和出液口均位於第一冷卻套1的頂部,以便於第一冷卻通道1a與進液管路101和出液管路102的連通、便於第二冷卻通道1b與進液管路101和出液管路102的連通。
第二冷卻件12的第一冷卻通道1a和第二冷卻件12的第二冷卻通道1b分別沿第二冷卻件12的周向至少延伸一圈,以便於保證第二冷卻件12對晶體的冷卻效果;第二冷卻件12的第一冷卻通道1a的進液口和出液口分別位於第二冷卻件12的頂部和底部,第二冷卻件12的第二冷卻通道1b的進液口和出液口分別位於第二冷卻件12的頂部和底部,則對於第二冷卻件12來說,其第一冷卻通道1a的進液口和其第二冷卻通道1b的進液口均位於第二冷卻件12的頂部,其第一冷卻通道1a的出液口和其第二冷卻通道1b的出液口均位於第二冷卻件12的底部。例如,如圖4和圖6~圖7所示,對於第一冷卻件11來說,第一冷卻通道1a的進液口為第一進液口111,第一冷卻通道1的出液口為第一出液口112,第二冷卻通道1b的進液口為第二進液口113,第二冷卻通道1b的出液口為第二出液口114,第一進液口111、第一出液口112、第二進液口113和第二出液口114沿第一冷卻件11的周向間隔設置;第一冷卻件11在第一工作位置下,進液管路101的冷卻介質從第一進液口111進入分成兩股沿周向分別流至第一出液口112,並最終流至出液管路102;第一冷卻件11在第二工作位置下,進液管路101的冷卻介質從第二進液口113進入分成兩股沿的周向分別流至第二出液口114,並最終流至出液管路102。
可見,對於第一冷卻件11來說,第一冷卻通道1a包括兩個並列設置的第一子通道,每個第一子通道沿第一冷卻件11的周向延伸為弧形;可選地,每個第一子通道沿第一冷卻件11的周向延伸半圈,當然,兩個第一子通道沿第一冷卻件11的周向延伸的圈數不等,比如其中一個第一子通道沿第一冷卻件11的周向延伸0.3圈、另一個第一子通道沿第一冷卻件11的周向延伸0.7圈。同樣,第二冷卻通道1b包括兩個並列設置的第二子通道,每個第二子通道沿第一冷卻件11的周向延伸為弧形,兩個第一子通道沿第一冷卻件11的周向延伸的圈數可以相等或不等。
例如,如圖5和圖6~圖7所示,對於第二冷卻件12來說,第一冷卻通道1a和第二冷卻通道1b分別沿第二冷卻件12的周向延伸一圈,第一冷卻通道1a的進液口為第三進液口121,第一冷卻通道1a的出液口為第三出液口122,且第三進液口121和第三出液口122沿第二冷卻件12的軸向基本正對設置;第二冷卻件12在第一工作位置下,進液管路101的冷卻介質從第三進液口121進入沿第一冷卻通道1a一圈並通過第三出液口122流出,最終流至出液管路102;對於第二冷卻件12來說,第二冷卻通道1b的進液口為第四進液口123,第二冷卻通道1b的出液口為第四出液口124,且第四進液口123和第四出液口124沿第二冷卻件12的軸向基本正對設置,第二冷卻件12在第二工作位置下,進液管路101的冷卻介質從第四進液口123進入沿第二冷卻通道1b一圈並通過第四出液口124流出,最終流至出液管路102。
當然,第二冷卻件12的第一冷卻通道1a和/或第二冷卻件12的第二冷卻通道1b可以沿第二冷卻件12的周向延伸超過一圈,例如上述第一冷卻通道1a和上述第二冷卻通道1b中的至少一個沿第二冷卻件12的周向延伸1.2圈、或1.5圈、或1.8圈、或2圈、或3圈等等。
可以理解的是,當第二冷卻件12的第一冷卻通道1a和第二冷卻件12的第二冷卻通道1b中的至少一個沿第二冷卻件12的周向延伸整圈時,第一冷卻通道1a和第二冷卻通道1b中的上述至少一個的進液口和出液口可以沿第二冷卻件12的軸向基本正對設置;當第二冷卻件12的第一冷卻通道1a和第二冷卻件12的第二冷卻通道1b中的至少一個沿第二冷卻件12的周向延伸非整圈時,第一冷卻通道1a和第二冷卻通道1b中的上述至少一個的進液口和出液口可以沿第二冷卻件12的軸向錯位設置。
此外,在本申請中,第一冷卻件11的第一冷卻通道1a的進液口和出液口、以及第一冷卻件11的第二冷卻通道1b的進液口和出液口均位於第一冷卻套1的頂部,可以指,第一冷卻件11的第一冷卻通道1a的進液口和出液口、以及第一冷卻件11的第二冷卻通道1b的進液口和出液口均位於第一冷卻套1的頂壁,或者第一冷卻件11的第一冷卻通道1a的進液口和出液口、以及第一冷卻件11的第二冷卻通道1b的進液口和出液口均位於第一冷卻套1的外周壁的頂部。
在本申請中,對於第二冷卻件12來說,其第一冷卻通道1a的進液口和其第二冷卻通道1b的進液口均位於第二冷卻件12的頂部,可以指,第一冷卻通道1a的進液口和第二冷卻通道1b的進液口均位於第二冷卻件1的頂壁、或均位於第二冷卻件的外周壁的頂部;其第一冷卻通道1a的出液口和其第二冷卻通道1b的出液口均位於第二冷卻件12的底部,可以指,第一冷卻通道1a的出液口和第二冷卻通道1b的出液口均位於第二冷卻件12的底壁、或均位於第二冷卻件12的外周壁的底部。
在一些實施例中,如圖6和圖7所示,回流通道(第一回流通道12a、第二回流通道12b)沿第二冷卻件12的軸向直線延伸,以便於節省回流通道的佔用空間,以為第二冷卻件12的第一冷卻通道1a和第二冷卻件12的第二冷卻通道1b騰出更多佈置空間,便於實現第二冷卻件12的第一冷卻通道1a和第二冷卻件12的第二冷卻通道1b的至少周向延伸一圈的設置,以保證第二冷卻件12對晶體的冷卻效果;可見,回流通道內的冷卻介質主要並非用於冷卻,以便於減短冷卻介質的回流路徑,實現冷卻介質的快速循環。
當然,回流通道還可以沿第二冷卻件12的軸向曲線延伸。
在本申請下面的描述中,以第一冷卻套1為兩個為例進行說明,本領域技術人員在閱讀了下面的技術方案後,容易理解第二冷卻套1為三個或三個以上的方案。其中,多個第一冷卻套1所處的工作位置可以相同或不同。
如圖2~圖7所示,兩個第一冷卻套1上下依次設置,兩個第一冷卻套1包括第一冷卻件11和第二冷卻件12,即上側的第一冷卻套1為第二冷卻件12、下側的第一冷卻套1為第一冷卻件11,第一冷卻件11的第一冷卻通道1a兩端分別為第一進液口111和第一出液口112,以及第一冷卻件11的第二冷卻通道1b兩端分別為第二進液口113和第二出液口114,第二冷卻件12的第一冷卻通道1a和第二冷卻件12的第二冷卻通道1b分別沿第二冷卻件12的周向延伸一圈,第二冷卻件12的第一冷卻通道1a兩端分別為第三進液口121和第三出液口122,第二冷卻件12的第二冷卻通道1b兩端分別為第四進液口123和第四出液口124,第二冷卻件12還限定出第一回流通道12a和第二回流通道12b,第二冷卻件12在第一工作位置下,第一回流通道12a連通在第一冷卻件11和出液管路102之間,第二冷卻件12在第二工作位置下,第二回流通道12b連通在第一冷卻件11和出液管路102之間。
第二冷卻件12在第一工作位置、第一冷卻件11在第一工作位置時,首先,進液管路101的冷卻介質進入第三進液口121沿第一冷卻通道1a一圈流至第三出液口122,而後通過第一進液口111進入第一冷卻件11並分成兩股流至第一出液口112,最後,冷卻介質從第一出液口112進入第一回流通道12a流向出液管路102。
第二冷卻件12在第二工作位置、第一冷卻件11在第二工作位置時,首先,進液管路101的冷卻介質進入第四進液口123沿第二冷卻通道1b一圈流至第四出液口124,而後通過第二進液口113進入第一冷卻件11並分成兩股流至第二出液口114,最後,冷卻介質從第二出液口114進入第二回流通道12b流向出液管路102。
第二冷卻件12在第一工作位置、第一冷卻件11在第二工作位置時,首先,進液管路101的冷卻介質進入第三進液口121沿第一冷卻通道1a一圈流至第三出液口122,而後通過第二進液口113進入第一冷卻件11並分成兩股流至第二出液口114,最後,冷卻介質從第二出液口114進入第二回流通道12b流向出液管路102。第二冷卻件12在第二工作位置、第一冷卻件11在第一工作位置時,首先,進液管路101的冷卻介質進入第四進液口123沿第二冷卻通道1b一圈流至第四出液口124,而後通過第一進液口111進入第一冷卻件11並分成兩股流至第一出液口112,最後,冷卻介質從第一出液口112進入第一回流通道12a流向出液管路102。
在一些實施例中,如圖1所示,冷卻裝置100還包括第二冷卻套3,第二冷卻套3設在第一冷卻套1的上側,且第二冷卻套3適於與進液管路101和出液管路102分別固定,第二冷卻套3內限定出分隔的進液通道3a和出液通道3b,進液通道3a內的冷卻介質無法直接流至出液通道3b內、且出液通道3b內的冷卻介質無法直接流至進液通道3a內,進液通道3a適於連接在進液管路101和第一冷卻套1之間,出液通道3b適於連接在出液管路102和第一冷卻套1之間。
其中,第一冷卻套1與第二冷卻套3樞轉相連,切換組件2用於驅動第一冷卻套1相對於第二冷卻套3繞第一冷卻套1的中心軸線轉動,以改變第一冷卻套1的位置狀態,從而實現第一冷卻套1的第一工作位置和第二工作位置的切換,使得第一冷卻套1的工作位置切換方便。
可以理解的是,當第一冷卻套1為一個時,該第一冷卻套1與第二冷卻套3樞轉相連;當第一冷卻套1為多個時,最上側的第一冷卻套1與第二冷卻套3樞轉相連,相鄰兩個第一冷卻套1樞轉相連,以便實現除最上側的第一冷卻套1以外的其餘第一冷卻套1能相對於第二冷卻套3轉動。
可見,第一冷卻套1通過第二冷卻套3實現了與進液管路101和出液管路102的滑移配合,第二冷卻套3的形狀可以與第一冷卻套1的形狀相匹配,便於保證第一冷卻套1和第二冷卻套3具有較大的配合面積,從而有利於保證第一冷卻套1和第二冷卻套3樞轉連接的可靠性,而且第二冷卻套3適於與進液管路101和出液管路102之間固定連接,便於簡化冷卻裝置100的安裝,便於保證冷卻裝置100安裝可靠。
其中,當第一冷卻套1處於第一工作位置時,進液通道3a連通在進液管路101和第一冷卻通道1a之間;當第一冷卻套1處於第二工作位置時,出液通道3b連通在出液管路102和第二冷卻通道1b之間。
在一些實施例中,第一冷卻套1自第一工作位置轉動至第二工作位置的轉動角度為α,0°<α<360°,α可以根據實際需求具體設置,例如α可以為45°、或60°、或90°、或150°、或180°、或250°等等。
例如,在圖4和圖5的示例中,第一冷卻通道1a的進液口和第二冷卻通道1b的進液口沿第一冷卻套1的周向間隔設置,且在第一冷卻套1的橫截面上,以第一冷卻套1的中心軸線的正投影為圓心,第一冷卻通道1a的進液口和第二冷卻通道1b的進液口之間對應的圓心角為α,α為90°。
在一些實施例中,如圖6所示,進液通道3a和/或出液通道3b沿第二冷卻套3的周向至少延伸一圈,以便於保證第二冷卻套3對晶體的冷卻效果;進液通道3a的進液口和出液口分別位於進液通道3a的頂部和底部,出液通道3b的進液口和出液口分別位於進液通道3a的頂部和底部,則進液通道3a的進液口和出液通道3b的出液口均位於第二冷卻套3的頂部,進液通道3a的出液口和出液通道3b的進液口均位於第二冷卻套3的底部,而第二冷卻套3位於進液管路101和第一冷卻套1之間,且第二冷卻套3位於出液管路102和第一冷卻套1之間,以便於進液通道3a連通進液管路101和第一冷卻套1、便於出液通道3b連通出液管路102和第一冷卻套1。
可以理解的是,進液通道3a的進液口和出液通道3b的出液口可以位於第二冷卻套3的頂壁上、也可以位於第二冷卻套3的外周壁的頂部;同樣,進液通道3a的出液口和出液通道3b的進液口可以位於第二冷卻套3的底壁上、也可以位於第二冷卻套3的外周壁的底部。
需要說明的是,在本申請的描述中,“和/或”的含義為,包括三個並列的方案,以“A和/或B”為例,包括A方案,或B方案,或A和B同時滿足的方案,則有下列三種方案:1、進液通道3a沿第二冷卻套3的周向至少延伸一圈;2、出液通道3b沿第二冷卻套3的周向至少延伸一圈;3、進液通道3a和出液通道3b分別沿第二冷卻套3的周向至少延伸一圈。例如,如圖1和圖6所示,進液通道3a沿第二冷卻套3的周向延伸一圈,進液通道3a的進液口為第五進液口31,進液通道3a的出液口為第五出液口32,第五進液口31位於進液通道3a的頂部,第五出液口32位於進液通道3a的底部,且第五進液口31和第五出液口32沿第二冷卻套3的軸向基本正對設置,出液通道3b的進液口為第六進液口33,出液通道3b的出液口為第六出液口34,第六進液口33位於進液通道3a的底部,第六出液口34位於進液通道3a的頂部;其中,出液通道3b沿第二冷卻套3的周向並未延伸一圈,第六進液口33和第六出液口34可以沿第二冷卻套3的軸向正對或錯位設置,出液通道3b沿第二冷卻套3的軸向直線或曲線延伸。進液管路101的冷卻介質從第五進液口31流入進液通道3a,接著冷卻介質沿進液通道3a一圈從第五出液口32流向第一冷卻套1;來自第一冷卻套1的冷卻介質從第六進液口33流入出液通道3b,接著冷卻介質從第六出液口34流入出液管路102。
當然,進液通道3a和/或出液通道3b可以沿第二冷卻套3的周向延伸超過一圈,例如進液通道3a和出液通道3b中的至少一個沿第二冷卻套3的軸向延伸1.2圈、或1.6圈、或2圈、或3圈等等。
可以理解的是,當進液通道3a和出液通道3b中的至少一個沿第二冷卻套3的周向延伸整圈時,進液通道3a和出液通道3b中的上述至少一個的進液口和出液口可以沿第二冷卻套3的軸向基本正對設置;當進液通道3a和出液通道3b中的至少一個沿第二冷卻套3的周向延伸非整圈時,進液通道3a和出液通道3b中的上述至少一個的進液口和出液口可以沿第二冷卻套3的軸向錯位設置。
在一些實施例中,如圖1所示,切換組件2包括驅動電機21和傳動機構22,傳動機構22配合在驅動電機21和第一冷卻套1之間,以將驅動電機21的動力傳遞至第一冷卻套1,實現第一冷卻套1相對於進液管路101的轉動。
可選地,傳動機構22為齒輪傳動機構22,且傳動機構22包括嚙合配合的主動齒輪221和從動輪齒222,主動齒輪221與驅動電機21相連以由驅動電機21驅動轉動,從動輪齒222設在第一冷卻套1的外周壁上,則驅動電機21通過主動齒輪221帶動第一冷卻套1轉動,以實現第一冷卻套1的工作位置的切換。
可選地,傳動機構22為鏈傳動機構22,且傳動機構22包括主動輪、傳動鏈和從動齒,主動輪與驅動電機21相連以由驅動電機21驅動轉動,傳動鏈與主動輪和從動齒分別嚙合,從動齒設在第一冷卻套1的外周壁上,則驅動電機21通過主動輪帶動第一冷卻套1轉動,以實現第一冷卻套1的工作位置的切換。
可選地,傳動機構22為帶傳動機構22,且傳動機構22包括主動輪和傳動帶,傳動帶緊配合在主動輪和第一冷卻套1上,則驅動電機21通過主動輪帶動第一冷卻套1轉動,以實現第一冷卻套1的工作位置的切換。
當然,傳動機構22的結構不限於此。
可以理解的是,第一冷卻套1的外周壁可以為柱面、或弧面等,也就是說,第一冷卻套1的橫截面形狀可以為封閉環形、或開口環形,“開口環形”指的是:周邊具有開口的環形(即非閉合環形,例如C形等)。
當然,切換組件2的結構不限於此。在一些實施例中,切換組件2包括第一切換閥和第二切換閥;第一切換閥具有第一閥口、第二閥口和第三閥口,第一閥口與進液管路101的出液口連通,第二閥口與第一冷卻通道1a的進液口連通,第三閥口與第二冷卻通道1b的進液口連通;第二切換閥具有第四閥口、第五閥口和第六閥口,第四閥口與出液管路102的進液口連通,第五閥口與第一冷卻通道1a的出液口連通,第六閥口與第二冷卻通道1b的出液口連通。
其中,第一閥口可切換地與第二閥口和第三閥口中的其中一個連通,即第一閥口與第二閥口連通時,第一閥口與第三閥口隔斷,或者第一閥口與第三閥口連通時,第一閥口與第二閥口隔斷;第四閥口可切換地與第五閥口和第六閥口中的其中一個連通,即第四閥口與第五閥口連通時,第四閥口與第六閥口隔斷,或者第四閥口與第六閥口連通時,第四閥口與第五閥口隔斷。
則當第一閥口與第二閥口連通、且第四閥口與第五閥口連通時,切換組件2將第一冷卻套1切換至第一工作位置;當第一閥口與第三閥口連通、且第四閥口與第六閥口連通時,切換組件2將第一冷卻套1切換至第二工作位置。
由此,通過第一切換閥和第二切換閥的切換配合,同樣可以實現第一冷卻套1的工作位置的切換,此時便於簡化第一冷卻套1與第一冷卻套1之間的配合。
在一些實施例中,在第一冷卻套1的徑向上,第一冷卻通道1a位於第二冷卻通道1b的徑向內側;和/或,第一冷卻通道1a的換熱面積大於第二冷卻通道1b的換熱面積。則有下列三種方案:1、在第一冷卻套1的徑向上,第一冷卻通道1a位於第二冷卻通道1b的徑向內側,以便於使得第一冷卻通道1a與晶體之間的徑向距離小於第二冷卻通道1b與晶體之間的徑向距離,實現第一冷卻通道1a的冷卻能力與第二冷卻通道1b的冷卻能力的差異化;2、在第一冷卻套1的徑向上,第一冷卻通道1a的換熱面積大於第二冷卻通道1b的換熱面積,以實現第一冷卻通道1a的冷卻能力高於第二冷卻通道1b的冷卻能力;3、在第一冷卻套1的徑向上,第一冷卻通道1a位於第二冷卻通道1b的徑向內側,且第一冷卻通道1a的換熱面積大於第二冷卻通道1b的換熱面積,同樣可以確保第一冷卻通道1a的冷卻能力高於第二冷卻通道1b的冷卻能力。
在一些實施例中,如圖6和圖7所示,第一冷卻通道1a和第二冷卻通道1b分別沿第一冷卻套1的周向延伸為波浪形,有利於增加第一冷卻通道1a和第二冷卻通道1b的長度,從而增大第一冷卻通道1a和第二冷卻通道1b的換熱面積,增加第一冷卻通道1a和第二冷卻通道1b與晶體之間的交換熱量,以便於保證晶體的散熱效率。上述波浪形,可以理解為沿著周向方向的一端至另一端的方向上,第一冷卻通道1a和第二冷卻通道1b均為不斷上下往復的曲線,例如,可以是正弦曲線。
此外,當第一冷卻通道1a的進液口和出液口分別位於第一冷卻套1的軸向兩側時,第一冷卻通道1a的波浪形結構便於適應第一冷卻通道1a的進液口和出液口的上述位置設置;同樣,當第二冷卻通道1b的進液口和出液口分別位於第一冷卻套1的軸向兩側時,第二冷卻通道1b的波浪形結構便於適應第二冷卻通道1b的進液口和出液口的上述位置設置。
根據本發明第二方面實施例的晶體生長爐,包括根據本發明上述第一方面實施例的冷卻裝置。
根據本發明實施例的晶體生長爐,通過採用上述的冷卻裝置100,可以節約晶體生長爐的拉晶時間,從而提高晶體生長爐的生產效率。
根據本發明第三方面實施例的冷卻裝置100的控制方法,冷卻裝置100為根據本發明上述第一方面實施例的冷卻裝置100,晶體的頂部具有晶冠,需要說明的是,晶冠位於晶體的頂部,晶冠的側壁與豎直面存在夾角,且在由上至下的方向上,晶冠的橫截面面積逐漸增大,根據熱輻射的原理,晶冠的高溫熱量沿著傾斜向上的方向耗散。如圖8所示,控制方法包括:
晶冠自冷卻裝置100的下方向上移動至第一預設位置時,切換組件2驅動對應第一冷卻套1切換至第一工作位置,在第一預設位置,晶冠位於對應第一冷卻套1的下方,且晶冠與對應第一冷卻套1的下端相距第一預設間距;
晶冠自第一預設位置向上移動至第二預設位置時,切換組件2驅動對應第一冷卻套1切換至第二工作位置,在第二預設位置,晶冠位於對應第一冷卻套1的上方,且晶冠與對應第一冷卻套1的上端相距第二預設間距。
可見,晶冠處於第一預設位置和第二預設位置之間時,可以理解為,晶冠處於對應第一冷卻套1的主要冷卻區域內,使得上述對應第一冷卻套1可以對晶冠進行有效冷卻,而切換組件2驅動對應第一冷卻套1切換至第一工作位置,第一冷卻套1位於第一工作位置的冷卻能力強於第一冷卻套1位於第二工作位置的冷卻能力,以便於提升晶冠的散熱效率;晶冠向上移動至第二預設位置時,可以理解為,晶冠要脫離對應第一冷卻套1的主要冷卻區域,使得上述對應第一冷卻套1與晶冠相距較遠,此時已經不需要利用對應的第一冷卻套1,僅需要通過第一冷卻套1對晶體的其他區域進行常規冷卻降溫,此時可以通過切換組件2驅動對應第一冷卻套1切換至第二工作位置,以減少冷卻成本。
其中,第一預設間距和第二預設間距可以根據實際需求具體設置。需要說明的是,其中,第一預設間距是晶冠的頂點與對應第一冷卻套1的底壁的間距;第二預設間距是晶冠的頂點與對應第一冷卻套1的頂壁的間距。
例如,第一冷卻套1為一個,在晶體的提拉過程中,當晶冠向上移動至第一預設位置時,晶冠位於該第一冷卻套1的下方,且晶冠與該第一冷卻套1的下端相距第一預設間距,此時切換組件2驅動該第一冷卻套1運動至第一工作位置,晶冠的熱量可以迅速通過該第一冷卻套1的第一冷卻通道1a內的冷卻介質帶走;當晶冠繼續向上移動至第二預設位置時,晶冠位於該第一冷卻套1的上方,且晶冠與該第一冷卻套1的上端相距第二預設間距,此時切換組件2驅動該第一冷卻套1切換至第二工作位置,晶體除晶冠以外的部分的熱量可以通過該第一冷卻套1的第二冷卻通道1a內的冷卻介質帶走。
又例如,第一冷卻套1為多個,多個第一冷卻套1沿上下方向依次設置,此時每個第一冷卻套1分別對應有晶冠的第一預設位置和第二預設位置,晶冠移動至與第一冷卻套1對應的第一預設位置或第二預設位置時,切換組件2才會切換對應第一冷卻套1的工作位置;下面以第一冷卻套1為兩個為例進行說明,本領域技術人員在閱讀了下面的描述後容易理解第一冷卻套1為三個或三個以上的實施方案。
如圖1~圖3所示,兩個第一冷卻套1分別為第一冷卻件11和第二冷卻件12,上側的第一冷卻套1為第二冷卻件12、下側的第一冷卻套1為第一冷卻件11:當第一冷卻件11和第二冷卻件12之間的上下間距較小,比如第一冷卻件11和第二冷卻件12之間的上下間距大於第一預設間距和第二預設間距之和,晶冠自第一冷卻件11的下方向上移動至與第一冷卻件11對應的第一預設位置時,切換組件2驅動第一冷卻件11切換至第一工作位置以冷卻晶冠;晶冠繼續向上移動至與第二冷卻件12對應的第一預設位置,此時晶冠還未脫離第一冷卻件11,即晶冠還未移動至與第一冷卻件11對應的第二預設位置,切換組件2驅動第二冷卻件12切換至第一工作位置以冷卻晶冠;晶冠繼續向上移動至與第一冷卻件11對應的第二預設位置,此時晶冠還未脫離第二冷卻件12,即晶冠還未移動至與第二冷卻件12對應的第二預設位置,切換組件2驅動第一冷卻件11切換至第二工作位置以冷卻晶體的其他部位;而後,接著晶冠向上移動至與第二冷卻件12對應的第二預設位置,切換組件2驅動第二冷卻件12切換至第二工作位置以冷卻晶體的其他部位。
又例如,當第一冷卻件11和第二冷卻件12之間的上下間距較大,比如第一冷卻件11和第二冷卻件12之間的上下間距大於第一預設間距和第二預設間距之和,晶冠自第一冷卻件11的下方向上移動至與第一冷卻件11對應的第一預設位置時,切換組件2驅動第一冷卻件11切換至第一工作位置以冷卻晶冠;晶冠移動至與第一冷卻件11對應的第二預設位置時,切換組件2驅動第一冷卻件11切換至第二工作位置以冷卻晶體的其他部位,此時晶冠還未到達與第二冷卻件12對應的第一預設位置;而後,晶冠繼續向上移動至與第二冷卻件12對應的第一預設位置,切換組件2驅動第二冷卻件12切換至第一工作位置以冷卻晶冠;然後,晶冠繼續向上移動至與第二冷卻件12對應的第二預設位置,切換組件2驅動第二冷卻件12切換至第二工作位置以冷卻晶體的其他部位。
可以理解的是,當第一冷卻套1為多個時,相鄰兩個第一冷卻套1之間的上下間距可以大於或等於0。
根據本發明實施例的冷卻裝置100的控制方法,通過晶冠自冷卻裝置100的下方向上移動至不同的預設位置以使切換組件2驅動對應第一冷卻套1切換至相應的工作位置,適應晶體不同的冷卻效果的需求,從而適應晶體生長爐不同的工作需求,進而提高冷卻裝置100的適用性。
在一些實施例中,第一冷卻套1為多個,至少一個第一冷卻套1處於第一工作位置時冷卻裝置100的流量大於所有第一冷卻套1均處於第二工作位置時冷卻裝置100的流量;也就是說,第一冷卻套1為n個時,其中一個第一冷卻套1處於第一工作位置時冷卻裝置100的流量為Q1、其中兩個第一冷卻套1處於第一工作位置時冷卻裝置100的流量為Q2、…、其中x個第一冷卻套1處於第一工作位置時冷卻裝置100的流量為Qx,1≤x≤n,n≥2,所有第一冷卻套1均處於第二工作位置時冷卻裝置100的流量為Q,Q1、Q2、…、Qx均大於Q。例如,在本發明的一些示例中,第一冷卻套1可以設置有2個(n=2)、3個(n=3)、4個(n=4)、5個(n=5)或更多個。
可見,多個第一冷卻套1中,如果至少一個第一冷卻套1用於對晶冠進行冷卻,則冷卻裝置100的流量相對較大,以便進一步提升上述至少一個第一冷卻套1對晶冠的冷卻效率;可以理解的是,由於多個第一冷卻套1串聯設置,多個第一冷卻套1的流量基本相等,則冷卻裝置100的流量即為每個第一冷卻套1的流量。
此外,在多個第一冷卻套1中,如果同樣數量的第一冷卻套1用於對晶冠進行冷卻,存在多種不同的第一冷卻套1的組合,這多種不同的組合對應的冷卻裝置的流量可以相等或不等。下面以多個第一冷卻套1中的其中一個處於第一工作位置、其餘處於第二工作位置為例進行說明,本領域技術人員在閱讀了下面的描述後,容易理解其他實施方案。
例如,以第一冷卻套1為兩個為例,兩個第一冷卻套1分別為第一冷卻件11和第二冷卻件12,如果兩個第一冷卻套1中的其中一個處於第一工作位置、其餘處於第二工作位置,則包括以下多種組合:1、第一冷卻件11處於第一工作位置,第二冷卻件12處於第二工作位置;2、第二冷卻件12處於第一工作位置,第一冷卻件11處於第二工作位置,冷卻裝置100處於上述組合1的情況下的流量與冷卻裝置100處於上述組合2的情況下的流量可以相等或不等。
又例如,以第一冷卻套1為三個為例,三個第一冷卻套1分別為第一冷卻件11、第二冷卻件12和第三冷卻件,如果三個第一冷卻套1中的其中一個處於第一工作位置、其餘均處於第二工作位置,則包括以下多種組合:1、第一冷卻件11處於第一工作位置,第二冷卻件12和第三冷卻件均處於第二工作位置;2、第二冷卻件12處於第一工作位置,第一冷卻件11和第三冷卻件均處於第二工作位置;3、第三冷卻件處於第一工作位置,第一冷卻件11和第二冷卻件均處於第二工作位置,上述組合1、組合2和組合3對應的冷卻裝置100的流量可以相等或不等。
在一些實施例中,如圖2-圖7所示,第一冷卻套1為兩個,兩個第一冷卻套1分別為第一冷卻件11和第二冷卻件12,第一冷卻件11和第二冷卻件12沿軸向方向層疊設置,其中位於上側的第一冷卻套1為第二冷卻件12,位於下側的第一冷卻套1為第一冷卻件11。如圖9所示,控制方法包括:
自冷卻裝置100的下方向上提拉晶體,在晶體的晶冠移動至與第一冷卻件11的底壁相距第一預設間距(即移動至與第一冷卻件11對應的第一預設位置)時,切換組件2驅動第一冷卻件11從第二工作位置切換至第一工作位置,並控制冷卻裝置100的流量從Q切換至Q1’,且滿足Q1’=n*Q,1.1≤ n ≤1.15,Q為第一冷卻件11和第二冷卻件12均處於第二工作位置時冷卻裝置100的流量(或可以理解為冷卻裝置100開始運行的初始流量);則第一冷卻件11的流量和第二冷卻件12的流量均為Q1’,而第一冷卻件11能對晶冠進行冷卻,便於進一步提高冷卻裝置100對晶冠的冷卻效率。具體地,通過進一步增大流量,使得從第二冷卻件12進入到第一冷卻件11的冷卻液的溫度更低,增大了第一冷卻件11與晶冠之間的溫差,從而可以提升第一冷卻件11的換熱效率,進而提升對晶冠的冷卻效果。可選地,n可以為1.11、1.12、1.13、1.14或1.15。具體地,n可以根據晶棒的直徑以及冷卻溫度選擇設定。在本申請的一個示例中,上述第一預設間距在200mm-300mm之間。
繼續向上提拉晶體,在晶冠移動至與第二冷卻件12的底壁間距在第一預設間距(即移動至與第二冷卻件12對應的第一預設位置)時,切換組件2驅動第二冷卻件12從第二工作位置切換至第一工作位置,並控制冷卻裝置的流量從Q1’切換至Q2,且滿足:Q2=n*Q,1.16≤n≤1.2;此時,第一冷卻件11的流量和第二冷卻件12的流量均為Q2,Q2>Q1’,而第一冷卻件11和第二冷卻件12均能對晶冠進行冷卻,便於再次提高冷卻裝置100對晶冠的冷卻效率。可選地,n可以為1.16、1.17、1.18、1.19或1.2。具體地,n可以根據晶棒的直徑以及冷卻溫度選擇設定。
繼續向上提拉晶體,在晶冠移動至與第一冷卻件11的頂壁相距第二預設間距(即移動至與第一冷卻件11對應的第二預設位置)時,切換組件2驅動第一冷卻件11從第一工作位置切換至第二工作位置,並控制冷卻裝置100的流量從Q2切換至Q1”,且滿足:Q1”=n*Q,1.1≤n≤1.15;此時第一冷卻件11和第二冷卻件12的流量均為Q1”,而第二冷卻件12能對晶冠進行冷卻,便於進一步提高冷卻裝置100對晶冠的冷卻效率。可選地,n可以為1.11、1.12、1.13、1.14或1.15。具體地,n可以根據晶棒的直徑以及冷卻溫度選擇設定。在本申請的一個示例中,第二預設間距在200mm~300mm之間。
繼續向上提拉晶體,在晶冠移動至與第二冷卻件12的頂壁相距第二預設間距(即移動至與第二冷卻件12對應的第二預設位置)時,切換組件2驅動第二冷卻件12從第一工作位置切換至第二工作位置,並控制冷卻裝置100的流量從Q1”切換至Q;此時晶冠基本脫離了第一冷卻件11和第二冷卻件12的主要冷卻區域,冷卻裝置100可以主要對晶體除晶冠外的其餘部分進行冷卻,以在滿足晶體冷卻需求的前提下,降低冷卻成本。
由此,冷卻裝置100的上述控制,可以在滿足晶體冷卻需求的前提下,提升晶冠散熱效率,同時使得冷卻成本得以有效控制。其中,Q1’與Q1”可以相等或不等。
在本本申請的另一個實施例中,控制方法包括:
自冷卻裝置100的下方向上提拉晶體,在晶體的晶冠移動至與第一冷卻件11的底壁相距第一預設間距(即移動至與第一冷卻件11對應的第一預設位置)時,切換組件2驅動第一冷卻件11從第二工作位置切換至第一工作位置,並控制冷卻裝置100的流量從Q11切換至Q12,且滿足:Q12=n*Q11,1.15≤n≤1.2。可以理解的是,第一冷卻件11的流量和第二冷卻件12的流量均為Q11,而第一冷卻件11能對晶冠進行冷卻,便於進一步提高冷卻裝置100對晶冠的冷卻效率。具體地,通過進一步增大流量,使得從第二冷卻件12進入到第一冷卻件11的冷卻液的溫度更低,增大了第一冷卻件11與晶冠之間的溫差,從而可以提升第一冷卻件11的換熱效率,進而提升對晶冠的冷卻效果。上述第一預設間距在200mm~300mm之間。
繼續向上提拉晶體,在晶冠移動至與第二冷卻件12的底壁間距在第一預設間距(即移動至與第二冷卻件12對應的第一預設位置)時,切換組件2驅動第二冷卻件12從第二工作位置切換至第一工作位置,並控制冷卻裝置的流量從Q12切換至Q21,且滿足:Q21=n*Q11,1.26≤n≤1.3。此時,第一冷卻件11的流量和第二冷卻件12的流量均為Q21,Q21>Q12,而第一冷卻件11和第二冷卻件12均能對晶冠進行冷卻,便於再次提高冷卻裝置100對晶冠的冷卻效率。
繼續向上提拉晶體,在晶冠移動至與第一冷卻件11的頂壁相距第二預設間距(即移動至與第一冷卻件11對應的第二預設位置)時,切換組件2驅動第一冷卻件11從第一工作位置切換至第二工作位置,並控制冷卻裝置的流量從Q21切換至Q22,且滿足:Q22=n*Q11,1.21≤n≤1.25。此時第一冷卻件11和第二冷卻件12的流量均為Q12,而第二冷卻件12能對晶冠進行冷卻,便於進一步提高冷卻裝置100對晶冠的冷卻效率。
繼續向上提拉晶體,在晶冠移動至與第二冷卻件12的頂壁相距第二預設間距(即移動至與第二冷卻件12對應的第二預設位置)時,切換組件驅動第二冷卻件12從第一工作位置切換至第二工作位置,並控制冷卻裝置100的流量從Q22先切換至Q21,穩定預設時間後,再控制冷卻裝置的流量從Q21先切換至Q11。可以理解的是,通過階段式降低冷卻裝置的內的流量,可以提升冷卻裝置100對晶棒冷卻的平穩性和可靠性,進而減少晶棒在冷卻過程中形成的缺陷。在本申請的一個示例中,上述預設時間為3~5min,第二預設間距在200mm~300mm之間。需要說明的是,利用上述控制方法對冷卻裝置100的流量進行控制,可以用於對更大尺寸(例如18英寸)的晶棒進行冷卻。
下面參考圖1~圖7以一個具體的實施例詳細描述根據本發明實施例的冷卻裝置100。值得理解的是,下述描述僅是示例性說明,而不是對發明的具體限制。
如圖1所示,冷卻裝置100包括第一冷卻套1、第二冷卻套3和切換組件2,第二冷卻套3和第一冷卻套1均形成為筒狀結構,第一冷卻套1為兩個,且兩個第一冷卻套1沿上下方向依次設置,下側的第一冷卻套1為第一冷卻件11,上側的第一冷卻套1為第二冷卻件12,第二冷卻件12位於第二冷卻套3和第一冷卻件11之間,且第二冷卻件12與第二冷卻套3樞轉配合,以使第二冷卻件12可繞第二冷卻件12的中心軸線相對於第二冷卻套3轉動,第一冷卻件11與第二冷卻件12樞轉配合,以使第一冷卻件11可繞第一冷卻件11的中心軸線相對於第二冷卻件12轉動。
每個第一冷卻套1分別對應一個切換組件2,切換組件2用於驅動對應第一冷卻套1在第一工作位置和第二工作位置之間切換;每個第一冷卻套1內限定出分隔的第一冷卻通道1a和第二冷卻通道1b,第一冷卻通道1a的冷卻能力高於第二冷卻通道1b的冷卻能力,在第一工作位置下,第一冷卻通道1a適於與進液管路101和出液管路102均連通,在第二工作位置下,第二冷卻通道1b適於與進液管路101和出液管路102均連通,在第一工作位置的第一冷卻套1的冷卻能力強於在第二工作位置的第一冷卻套的冷卻能力。
在晶體的提拉過程中,當晶冠向上移動至與第一冷卻件11的下端相距為第一預設間距時,晶冠位於第一冷卻件11的下方,此時切換組件2將第一冷卻件11切換至第一工作位置,晶冠的熱量可以迅速通過第一冷卻件11的第一冷卻通道1a內的冷卻介質帶走,以對晶冠進行快速有效散熱;在晶體的繼續提拉過程中,當晶冠向上移動至與第二冷卻件12的下端相距為第一預設間距時,晶冠位於第二冷卻件12的下方,此時切換組件2將第二冷卻件12切換至第一工作位置,晶冠的熱量可以迅速通過第二冷卻件12第一冷卻通道1a內的冷卻介質帶走,進一步對晶冠進行快速有效散熱,同時由於晶冠並未脫離第一冷卻件11,晶冠的熱量還可以通過第一冷卻件11的第一冷卻通道1a內的介質帶走。
其中,在上述拉晶過程中,當晶冠向上移動相繼超出第一冷卻件11的上端時,此時切換組件2相繼將第一冷卻件11和第二冷卻件12切換至第二工作位置,使得第一冷卻套1對晶體的其他部位進行冷卻,也能滿足晶體其他部位的散熱需求,有效控制冷卻成本。
在本發明的描述中,需要理解的是,術語“中心”、“上”、“下”、“後”、“頂”、“底”、“內”、“外”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係,僅是為了便於描述本發明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本發明的限制。此外,限定有“第一”、“第二”的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。在本發明的描述中,除非另有說明,“多個”的含義是兩個或兩個以上。
在本發明的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規定和限定,術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言,可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
在本說明書的描述中,參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中,對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且,描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
儘管已經示出和描述了本發明的實施例,本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型,本發明的範圍由所附的發明申請專利範圍及其均等範圍限定。
附圖標記
100:冷卻裝置
101:進液管路
102:出液管路
1:第一冷卻套
1a:第一冷卻通道
1b:第二冷卻通道
11:第一冷卻件
111:第一進液口
112:第一出液口
113:第二進液口
114:第二出液口
12:第二冷卻件
12a:第一回流通道
12b:第二回流通道
121:第三進液口
122:第三出液口
123:第四進液口
124:第四出液口
2:切換組件
21:驅動電機
22:傳動機構
221:主動齒輪
222:從動輪齒
3:第二冷卻套
3a:進液通道
3b:出液通道
31:第五進液口
32:第五出液口
33:第六進液口
34:第六出液口
本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解,其中:
圖1是根據本發明一個實施例的冷卻裝置的示意圖;
圖2是圖1中所示的冷卻裝置的又一示意圖;
圖3是圖1中所示的第一冷卻套和第二冷卻套的爆炸圖;
圖4是圖1中所示的第一冷卻件的透視圖;
圖5是圖1中所示的第二冷卻件的透視圖;
圖6是圖1中所示的冷卻裝置的第一冷卻套處於第一工作位置的管路的展開圖;
圖7是圖1中所示的冷卻裝置的第一冷卻套處於第二工作位置的管路的展開圖;
圖8是根據本發明一個實施例的冷卻裝置的控制方法流程示意圖;
圖9是根據本發明一個實施例的冷卻裝置的控制方法流程示意圖。
100:冷卻裝置
101:進液管路
102:出液管路
1:第一冷卻套
11:第一冷卻件
12:第二冷卻件
2:切換組件
21:驅動電機
22:傳動機構
221:主動齒輪
222:從動輪齒
3:第二冷卻套
31:第五進液口
34:第六出液口
Claims (14)
- 一種冷卻裝置,所述冷卻裝置用於晶體生長爐,且用於對晶體進行冷卻,所述晶體生長爐具有進液管路和出液管路,所述冷卻裝置包括: 至少一個第一冷卻套,所述第一冷卻套內限定出分隔的第一冷卻通道和第二冷卻通道,所述第一冷卻通道的冷卻能力高於所述第二冷卻通道的冷卻能力,所述第一冷卻套適於在第一工作位置和第二工作位置之間切換,在所述第一工作位置下,所述第一冷卻通道適於與所述進液管路和所述出液管路均連通、且所述第二冷卻通道適於與所述進液管路和所述出液管路均隔斷,在所述第二工作位置下,所述第二冷卻通道適於與所述進液管路和所述出液管路均連通、且所述第一冷卻通道適於與所述進液管路和所述出液管路均隔斷; 切換組件,所述切換組件用於驅動所述第一冷卻套在所述第一工作位置和所述第二工作位置之間切換。
- 根據請求項1所述的冷卻裝置,所述第一冷卻套適於與所述進液管路和所述出液管路滑移配合,所述切換組件用於驅動所述第一冷卻套相對於所述進液管路和所述出液管路繞所述第一冷卻套的中心軸線轉動。
- 根據請求項2所述的冷卻裝置,所述第一冷卻套和所述切換組件分別為多個,多個所述第一冷卻套沿所述第一冷卻套的軸向依次設置,相鄰兩個所述第一冷卻套之間樞轉相連,所述切換組件用於驅動對應所述第一冷卻套繞所述第一冷卻套的中心軸線轉動。
- 根據請求項2所述的冷卻裝置, 所述第一冷卻套為一個,所述第一冷卻套為第一冷卻件;或者, 所述第一冷卻套為多個,多個所述第一冷卻套沿所述第一冷卻套的軸向依次設置,多個所述第一冷卻套的最下側的一個為第一冷卻件,其餘所述第一冷卻套為第二冷卻件,所述第二冷卻件還限定出兩個回流通道,所述第二冷卻件在所述第一工作位置下,其中一個所述回流通道連通在所述第一冷卻件和所述出液管路之間,所述第二冷卻件在所述第二工作位置下,另一個所述回流通道連通在所述第一冷卻件和所述出液管路之間, 其中,所述第一冷卻件的所述第一冷卻通道和所述第一冷卻件的所述第二冷卻通道均沿所述第一冷卻件的周向延伸成環形,所述第一冷卻件的所述第一冷卻通道的進液口和出液口、以及所述第一冷卻件的所述第二冷卻通道的進液口和出液口均位於所述第一冷卻套的頂部, 所述第二冷卻件的所述第一冷卻通道和所述第二冷卻件的所述第二冷卻通道分別沿所述第二冷卻件的周向至少延伸一圈,所述第二冷卻件的所述第一冷卻通道的進液口和出液口分別位於所述第二冷卻件的頂部和底部,所述第二冷卻件的所述第二冷卻通道的進液口和出液口分別位於所述第二冷卻件的頂部和底部。
- 根據請求項2所述的冷卻裝置,還包括: 第二冷卻套,所述第二冷卻套設在所述第一冷卻套的上側,且適於與所述進液管路和所述出液管路分別固定,所述第二冷卻套內限定出分隔的進液通道和出液通道,所述進液通道適於連接在所述進液管路和所述第一冷卻套之間,所述出液通道適於連接在所述出液管路和所述第一冷卻套之間, 其中,所述第一冷卻套與所述第二冷卻套樞轉相連,所述切換組件用於驅動所述第一冷卻套相對於所述第二冷卻套轉動。
- 根據請求項5所述的冷卻裝置,所述進液通道和/或所述出液通道沿所述第二冷卻套的周向至少延伸一圈,所述進液通道的進液口和出液口分別位於所述進液通道的頂部和底部,所述出液通道的進液口和出液口分別位於所述進液通道的頂部和底部。
- 根據請求項2所述的冷卻裝置,所述切換組件包括: 驅動電機; 傳動機構,所述傳動機構配合在所述驅動電機和所述第一冷卻套之間, 所述傳動機構為齒輪傳動機構,且包括嚙合配合的主動齒輪和從動輪齒,所述主動齒輪與所述驅動電機相連以由所述驅動電機驅動轉動,所述從動輪齒設在所述第一冷卻套的外周壁上;或者, 所述傳動機構為鏈傳動機構,且包括主動輪、傳動鏈和從動齒,所述主動輪與所述驅動電機相連以由所述驅動電機驅動轉動,所述傳動鏈與所述主動輪和所述從動齒分別嚙合,所述從動齒設在所述第一冷卻套的外周壁上;或者, 所述傳動機構為帶傳動機構,且包括主動輪和傳動帶,所述傳動帶張緊配合在所述主動輪和所述第一冷卻套上。
- 根據請求項1所述的冷卻裝置, 在所述第一冷卻套的徑向上,所述第一冷卻通道位於所述第二冷卻通道的徑向內側;和/或, 所述第一冷卻通道的換熱面積大於所述第二冷卻通道的換熱面積。
- 根據請求項1~8中任一項所述的冷卻裝置,所述第一冷卻通道和所述第二冷卻通道分別沿所述第一冷卻套的周向延伸為波浪形。
- 一種晶體生長爐,包括根據請求項1~9中任一項所述的冷卻裝置。
- 一種冷卻裝置的控制方法,所述冷卻裝置為根據請求項1~9中任一項所述的冷卻裝置,所述晶體的頂部具有晶冠,所述控制方法包括: 所述晶冠自所述冷卻裝置的下方向上移動至第一預設位置時,所述切換組件驅動對應所述第一冷卻套切換至所述第一工作位置,在所述第一預設位置,所述晶冠位於對應所述第一冷卻套的下方且與對應所述第一冷卻套的下端相距第一預設間距; 所述晶冠自所述第一預設位置向上移動至第二預設位置時,所述切換組件驅動對應所述第一冷卻套切換至所述第二工作位置,在所述第二預設位置,所述晶冠位於對應所述第一冷卻套的上方且與對應所述第一冷卻套的上端相距第二預設間距。
- 根據請求項11所述的冷卻裝置的控制方法,所述第一冷卻套為多個,至少一個所述第一冷卻套處於所述第一工作位置時所述冷卻裝置的流量大於所有所述第一冷卻套均處於所述第二工作位置時所述冷卻裝置的流量。
- 根據請求項12所述的冷卻裝置的控制方法,所述第一冷卻套為兩個,兩個所述第一冷卻套分別為第一冷卻件和第二冷卻件,所述第一冷卻件和所述第二冷卻件沿軸向方向層疊設置,其中位於下側的所述第一冷卻套為所述第一冷卻件,上側的所述第一冷卻套為所述第二冷卻件,所述控制方法包括: 自所述冷卻裝置的下方向上提拉晶體,在所述晶體的晶冠移動至與所述第一冷卻件的底壁相距第一預設間距時,所述切換組件驅動所述第一冷卻件從所述第二工作位置切換至所述第一工作位置,並控制所述冷卻裝置的流量從Q切換至Q1’,且滿足:Q1’=n*Q,1.1≤n≤1.15; 繼續向上提拉晶體,在所述晶冠移動至與所述第二冷卻件的底壁間距在第一預設間距時,所述切換組件驅動所述第二冷卻件從所述第二工作位置切換至所述第一工作位置,並控制所述冷卻裝置的流量從Q1’切換至Q2,且滿足:Q2=n*Q,1.16≤n≤1.2; 繼續向上提拉晶體,在所述晶冠移動至與所述第一冷卻件的頂壁相距第二預設間距時,所述切換組件驅動所述第一冷卻件從所述第一工作位置切換至所述第二工作位置,並控制所述冷卻裝置的流量從Q2切換至Q1”,且滿足:Q1”=n*Q,1.1≤n≤1.15; 繼續向上提拉晶體,在所述晶冠移動至與所述第二冷卻件的頂壁相距第二預設間距時,所述切換組件驅動所述第二冷卻件從所述第一工作位置切換至所述第二工作位置,並控制所述冷卻裝置的流量從Q1”切換至Q。
- 根據請求項12所述的冷卻裝置的控制方法,所述第一冷卻套為兩個,兩個所述第一冷卻套分別為第一冷卻件和第二冷卻件,所述第一冷卻件和所述第二冷卻件沿軸向方向層疊設置,其中位於下側的所述第一冷卻套為所述第一冷卻件,上側的所述第一冷卻套為所述第二冷卻件,所述控制方法包括: 自所述冷卻裝置的下方向上提拉晶體,在所述晶體的晶冠移動至與所述第一冷卻件的底壁相距第一預設間距時,所述切換組件驅動所述第一冷卻件從所述第二工作位置切換至所述第一工作位置,並控制所述冷卻裝置的流量從Q11切換至Q12,且滿足:Q12=n*Q11,1.15≤n≤1.2; 繼續向上提拉晶體,在所述晶冠移動至與所述第二冷卻件的底壁間距在第一預設間距時,所述切換組件驅動所述第二冷卻件從所述第二工作位置切換至所述第一工作位置,並控制所述冷卻裝置的流量從Q12切換至Q21,且滿足:Q21=n*Q11,1.26≤n≤1.3; 繼續向上提拉晶體,在所述晶冠移動至與所述第一冷卻件的頂壁相距第二預設間距時,所述切換組件驅動所述第一冷卻件從所述第一工作位置切換至所述第二工作位置,並控制所述冷卻裝置的流量從Q21切換至Q22,且滿足:Q22=n*Q11,1.21≤n≤1.25; 繼續向上提拉晶體,在所述晶冠移動至與所述第二冷卻件的頂壁相距第二預設間距時,所述切換組件驅動所述第二冷卻件從所述第一工作位置切換至所述第二工作位置,並控制所述冷卻裝置的流量從Q22先切換至Q21,穩定預設時間後,再控制所述冷卻裝置的流量從Q21先切換至Q11。
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