TWM473400U - 長晶爐之排氣機構 - Google Patents

Description

長晶爐之排氣機構

本創作係關於一種長晶爐，特別是關於一種長晶爐之排氣機構。

如第7圖所示，習知的長晶爐200通常由一上爐體21及一下爐體22所結合而成。在製作矽晶錠(ingot)時，係先將晶種S及矽料M鋪設於長晶爐200的絕緣籠30內的坩堝50，然後使上爐體21與下爐體22相密合，再加熱矽料M而使其成熔融狀態的熔湯，最後再降溫使熔湯凝固，而使得晶粒成長以獲得矽晶錠。在此過程中，長晶爐200內必須導入並導出氣體，以達到降溫及排除雜質的目的。

然而，習知的長晶爐200之氣體導出設計係僅於長晶爐200之上爐體21開設氣體導出口211，此設計僅能有效於氣體導出口211附近的氣體排出，但對於長晶爐200內坩堝50周圍的雜質則不易通過絕緣籠30之縫隙而隨著氣體一同被排出，造成雜質沉積，而使矽晶錠品質不佳。此外，亦由於習知的長晶爐200之氣體導出設計不佳，使坩堝50散熱不良，造成晶種S部分熔融而影響結晶度，且因此晶粒大小也會變的不均勻，致使矽晶錠品質下降。

因此，本創作的目的即在提供一種長晶爐之排氣機構，可提升雜質排除效率，並改善長晶爐溫度掌控，以獲得品質良好的矽晶鑄錠。

本創作為解決習知技術之問題所採用之技術手段係提供一種長晶爐之排氣機構，該長晶爐具有一爐體，該爐體包含一上爐體及一下爐體，該爐體內設置有一絕緣籠，該絕緣籠包含一絕緣罩部以及一絕緣底部，該絕緣籠內設置有一冷卻底板，該冷卻底板係用為放置一坩堝，該冷卻底板與該絕緣底部之間形成有一隔離空間，該上爐體與該下爐體經相對位移結合而使該絕緣罩部及該絕緣底部為封閉，該長晶爐之排氣機構包括：一上連通管，設置於該上爐體，該上連通管具有一連通口及向下延伸形成有一上套接口，該連通口連通於該上爐體的一氣體導出口；以及一下連通管，設置於該下爐體，且具有一進氣口及一下套接口，該進氣口係位於該隔離空間且面向該冷卻底板，且在該上爐體與該下爐體經相對位移結合時該下套接口係與該上套接口形成一通路。

在本創作的一實施例中係提供一種長晶爐之排氣機構，該下連通管之該進氣口係位於該長晶爐之一中心軸。

在本創作的一實施例中係提供一種長晶爐之排氣機構，該上爐體與該下爐體經相對位移結合及分離時，該下套接口與該上套接口皆為形成一通路。

在本創作的一實施例中係提供一種長晶爐之排氣機構，於該上爐體與該下爐體經相對位移結合時，該上套接口之一外徑面係貼合該下套接口之一內徑面。

在本創作的一實施例中係提供一種長晶爐之排氣機構，於該上爐體與該下爐體經相對位移結合時，該下套接口之一外徑面係貼合該上套接口之一內徑面。

在本創作的一實施例中係提供一種長晶爐之排氣機構，該進氣口係與該下爐體之該冷卻底板之底部相隔一預設距離而面向該下爐體之該冷卻底板之底部排氣。

在本創作的一實施例中係提供一種長晶爐之排氣機 構，該下連通管更包括複數個岐管，該進氣口係形成於該複數個岐管。

在本創作的一實施例中係提供一種長晶爐之排氣機構，該複數個岐管係呈輻射狀排列。

經由本創作所採用之技術手段，長晶爐之排氣機構之下連通管之進氣口係設置於隔離空間中，使得氣體可流向該冷卻底板並在絕緣籠中對流而自該進氣口排出，因此能有效地排出雜質，避免雜質沉積於矽晶錠而能獲得品質良好的矽晶錠。再者，藉由將進氣口設置於隔離空間，還能排出鄰近於該冷卻底板之熱氣而對該冷卻底板進行降溫，增加縱向溫度梯度，使得晶種不會被熔融，而能使矽晶錠維持的良好結晶度及均勻的晶粒大小，並能縮短熔湯凝固成矽晶錠的時間。

本創作所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及附呈圖式作進一步之說明。

100‧‧‧長晶爐之排氣機構

11‧‧‧上連通管

111‧‧‧連通口

112‧‧‧上套接口

113‧‧‧外徑面

114‧‧‧內徑面

12‧‧‧下連通管

121‧‧‧進氣口

122‧‧‧下套接口

123‧‧‧內徑面

124‧‧‧外徑面

125‧‧‧岐管

200‧‧‧長晶爐

20‧‧‧爐體

21‧‧‧上爐體

211‧‧‧氣體導出口

212‧‧‧氣體導入口

213、214‧‧‧側部

22‧‧‧下爐體

30‧‧‧絕緣籠

31‧‧‧絕緣罩部

32‧‧‧絕緣底部

40‧‧‧冷卻底板

50‧‧‧坩堝

C‧‧‧中心軸

D‧‧‧預設距離

M‧‧‧矽料

I‧‧‧隔離空間

S‧‧‧晶種

第1圖係顯示根據本創作的一實施例的一長晶爐之排氣機構的示意圖之一；第2圖係顯示根據本創作的實施例的長晶爐之排氣機構的示意圖之二；第3圖係顯示根據本創作的一實施例的一長晶爐之排氣機構的示意圖；第4圖係顯示根據本創作的一實施例的一長晶爐之排氣機構的示意圖之一；第5圖係顯示根據本創作的實施例的長晶爐之排氣機構的示意圖之二；第6圖係顯示根據本創作的實施例的長晶爐之排氣機構的複數個岐管的俯視圖； 第7圖係顯示習知的長晶爐的示意圖。

以下根據第1圖至第7圖，而說明本創作的實施方式。該說明並非為限制本創作的實施方式，而為本創作之實施例的一種。

如第1圖及第2圖所示，依據本創作的一實施例的一長晶爐之排氣機構100係用於一長晶爐200。該長晶爐200具有一爐體20，該爐體20包含一上爐體21及一下爐體22，該爐體20內設置有一絕緣籠30，該絕緣籠30包含一絕緣罩部31以及一絕緣底部32，該絕緣籠30內設置有一冷卻底板40，該冷卻底板40係用為放置一坩堝50，該冷卻底板40與該絕緣底部32之間形成有一隔離空間I，該上爐體21與該下爐體22經相對位移結合而使該絕緣罩部31及該絕緣底部32為封閉。

該長晶爐之排氣機構100包括一上連通管11及一下連通管12。較佳地，該上連通管11及該下連通管12係以陶瓷材料製成，例如：石英。該上連通管11設置於該上爐體21，且具有一連通口111及向下延伸形成有一上套接口112。該連通口111連通於該上爐體21的一氣體導出口211。該下連通管12，設置於該下爐體22，且具有一進氣口121及一下套接口122。該進氣口121係位於該隔離空間I且面向該冷卻底板40，且在該上爐體21與該下爐體22經相對位移結合時該下套接口122係與該上套接口112形成一通路。

詳細而言，如第1圖所示，當該上爐體21與該下爐體22相互分離時，該上套接口112及該下套接口122係互不連通。如第2圖所示，當該下爐體22向上位移而使該絕緣底部32結合於該絕緣罩部31時，該下套接口122係套接於該上套接口112而形成該通路。由於該下連通管12的該進氣口121係設置於該隔離空間I中，使得自上爐體21的一氣體導入口212導入該絕緣籠30 中的氣體可流向該冷卻底板40，並在絕緣籠中對流而自該進氣口121排出，因此能有效地排出雜質，避免雜質殘留於矽晶錠中而獲得品質良好的矽晶錠。此外，還能排出該冷卻底板40周圍之熱氣而對該冷卻底板40進行降溫，使得晶種不會被熔融，而能使矽晶錠維持的良好結晶度及均勻的晶粒大小，還能縮短熔湯凝固成矽晶錠的時間。

如第1圖及第2圖所示，依據本創作的實施例的長晶爐之排氣機構100，該下連通管12之進氣口121係位於該長晶爐200之一中心軸C。詳細而言，如第7圖所示，習知的長晶爐200之氣體導出口211是設置於上爐體21的一側部213，因此僅能對鄰近該側部213之區域發揮降溫的作用，而對另一側部214的區域則無法有效發揮降溫的作用，使得二個側部213、214之間產生橫向溫度梯度，導致熔湯左右兩側凝固速度不一致，破壞了晶粒的縱向成長的模式，造成矽晶錠品質不佳。本創作藉由將進氣口121設置於該長晶爐之該中心軸C，使得長晶爐的二個側部213、214不具有橫向溫度梯度，而令熔湯能夠沿縱向凝固而使晶粒沿縱向成長以獲得品質良好的矽晶錠。

如第1圖及第2圖所示，依據本創作的實施例的長晶爐之排氣機構100，該進氣口121係與位於該下爐體22之該冷卻底板40之底部相隔一預設距離D而面向該下爐體之該冷卻底板40之底部排氣。詳細而言，該預設距離D係根據該氣體導出口211及該氣體導入口212的氣體流量而定。當氣體流量愈小，該預設距離即愈小。反之，當該氣體流量愈大，該預設距離即愈大。

如第1圖及第2圖所示，依據本創作的實施例的長晶爐之排氣機構100，於該上爐體21與該下爐體22經相對位移結合時，該上套接口112之一外徑面113係貼合該下套接口122之一內徑面123，而使該下套接口122套接於該上套接口112。當然，本創作並不以此為限。如第3圖所示，在本創作的另一實施例的 長晶爐之排氣機構100a中，於該上爐體21與該下爐體22經相對位移結合時，該下套接口122a之一外徑面124係貼合該上套接口112a之一內徑面114，而使該下套接口122a套接於該上套接口112a。

如第4圖及第5圖所示，依據本創作的另一實施例的長晶爐之排氣機構100b，於該上爐體21與該下爐體22經相對位移結合及分離時，該下套接口122b與該上套接口112b皆為形成一通路。詳細而言，在本實施例中，該下套接口122b係向上延伸而連通該上套接口112b，並且該下套接口122b之該外徑面124b係貼合於該上套接口112b之該內徑面114b。當然，本創作並不以此為限，該下套接口122b與該上套接口112b亦可以其他方式形成該通路。

如第4圖及第5圖所示，依據本創作的實施例的一長晶爐之排氣機構100b，該下連通12管更包括複數個岐管125，該進氣口121係形成於該複數個岐管125。較佳地，如第6圖所示，該複數個岐管125係呈輻射狀排列。相較於該長晶爐之排氣機構100的該進氣口121係位於該長晶爐200的該中心軸C，而僅面向該冷卻底板40進行降溫，該長晶爐之排氣機構100b的該些進氣口121皆係面向該冷卻底板40，而面對該冷卻底板40的不同位置進行降溫，因而能使該冷卻底板40的不同位置的降溫速率更平均。

以上之敘述僅為本創作之較佳實施例說明，凡精於此項技藝者當可依據上述之說明而作其它種種之改良，惟這些改變仍屬於本創作之創作精神及以下所界定之專利範圍中。

100‧‧‧長晶爐之排氣機構

11‧‧‧上連通管

111‧‧‧連通口

112‧‧‧上套接口

113‧‧‧外徑面

12‧‧‧下連通管

121‧‧‧進氣口

122‧‧‧下套接口

123‧‧‧內徑面

200‧‧‧長晶爐

20‧‧‧爐體

21‧‧‧上爐體

211‧‧‧氣體導出口

212‧‧‧氣體導入口

22‧‧‧下爐體

30‧‧‧絕緣籠

31‧‧‧絕緣罩部

32‧‧‧絕緣底部

40‧‧‧冷卻底板

50‧‧‧坩堝

C‧‧‧中心軸

D‧‧‧預設距離

I‧‧‧隔離空間

Claims (8)

1. 一種長晶爐之排氣機構，該長晶爐具有一爐體，該爐體包含一上爐體及一下爐體，該爐體內設置有一絕緣籠，該絕緣籠包含一絕緣罩部以及一絕緣底部，該絕緣籠內設置有一冷卻底板，該冷卻底板係用為放置一坩堝，該冷卻底板與該絕緣底部之間形成有一隔離空間，該上爐體與該下爐體經相對位移結合而使該絕緣罩部及該絕緣底部為封閉，該長晶爐之排氣機構包括：一上連通管，設置於該上爐體，該上連通管具有一連通口及向下延伸形成有一上套接口，該連通口連通於該上爐體的一氣體導出口；以及一下連通管，設置於該下爐體，且具有一進氣口及一下套接口，該進氣口係位於該隔離空間且面向該冷卻底板，且在該上爐體與該下爐體經相對位移結合時該下套接口係與該上套接口形成一通路。
2. 如請求項1所述之長晶爐之排氣機構，其中該下連通管之進氣口係位於該長晶爐之一中心軸。
3. 如請求項1所述之長晶爐之排氣機構，其中於該上爐體與該下爐體經相對位移結合及分離時，該下套接口與該上套接口皆為形成一通路。
4. 如請求項1所述之長晶爐之排氣機構，其中於該上爐體與該下爐體經相對位移結合時，該上套接口之一外徑面係貼合該下套接口之一內徑面。
5. 如請求項1所述之長晶爐之排氣機構，其中於該上爐體與該下爐體經相對位移結合時，該下套接口之一外徑面係貼合該上套接口之一內徑面。
6. 如請求項1所述之長晶爐之排氣機構，其中該進氣口係與該下爐體之該冷卻底板之底部相隔一預設距離而面向該下爐體之該冷卻底板之底部排氣。
7. 如請求項1所述之長晶爐之排氣機構，其中該下連通管更包括複數個岐管，該進氣口係形成於該複數個岐管。
8. 如請求項7所述之長晶爐之排氣機構，其中該複數個岐管係呈輻射狀排列。