[发明专利]直拉单晶炉热场用石墨埚帮

说明书

技术领域

本发明属于单晶设备技术领域，涉及一种直拉单晶炉热场用石墨埚帮。

背景技术

直拉单晶炉热场中，石墨埚帮是用来支撑和保护盛装多晶硅原料的石英坩埚的装置，一般由侧板及埚托组成。在直拉法(切克劳斯基法)工艺中，石英坩埚被放置于石墨埚帮构成的半球形空间内，然后再将多晶硅原料装入石英坩埚中，加热熔化。在整个拉晶过程中，炉内温度达1500℃-1600℃，石英坩埚在高温下会软化，而由侧板及埚托组成的石墨埚帮起到支撑石英坩埚及熔硅的作用，由于受重力、离心力、热应力的影响，当石英坩埚在高温下软化时，石墨埚帮也同时会产生变形，所以石墨埚帮使用一段时间之后，就会损坏报废，石墨埚帮的使用寿命都不理想。

墩埚事故，是指因停电、设备故障等原因导致满埚原料凝固在石墨埚帮内，造成生产报废的事故，由于硅凝固时体积要膨胀，因此石墨埚帮也会随之膨胀变形，所以出现这种事故对石墨埚帮的寿命影响很大。

石墨埚帮在直拉工艺中属于消耗品，在生产成本中占有较大的权重，提高埚帮使用寿命，对于降低生产成本具有非常重要的意义，设计良好的石墨埚帮结构，是提高石墨埚帮使用寿命的重要手段。

发明内容

本发明的目的是提供一种直拉单晶炉热场用石墨埚帮，解决了由于石英坩埚受热变形以及发生墩埚事故时，由于硅凝固体积膨胀而引起的石墨埚帮变形损坏的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种直拉单晶炉热场用石墨埚帮，包括埚托及放置在埚托上围成锅状的侧板，侧板由构成锅沿的直立部分和构成锅底的倾斜部分组成，所述的侧板由等分的2～6瓣组成，每瓣构成锅底的倾斜部分的下边沿设置成圆弧形缺口，侧板的各瓣的圆弧形缺口同心围成一圆口，并且该圆口与埚托同轴，所述的圆口内设置有一上小下大的圆锥台形的底板，圆口的形状设置与底板的形状相适应。

本发明的石墨埚帮，其特征还在于：

所述的埚托为一平底且斜面向上倾斜的圆锥型结构，埚托与底板的下表面保持水平接触，埚托与侧板各瓣的底部部分采用斜面配合，埚托的圆周外沿下表面设置有一圈凸台。

所述的底板的上端直径R1与侧板各瓣围成的整个埚帮的外径R2之比值R1∶R2为0.1～0.9。

所述的侧板由等分的4瓣组成。

本发明的直拉单晶炉热场用石墨埚帮，通过侧板、底板及埚托的结构配合，使得整个石墨埚帮适应了石英坩埚的加热变形以及发生墩埚事故时的膨胀变形，有效地提高了对石英坩埚的支撑能力，显著提高了石墨埚帮的使用寿命，降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明石墨埚帮一种实施例的结构剖视图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明石墨埚帮在热场中的装配示意图。

图中，1.石墨加热器，2.电极护盖，3.电极螺栓，4.石墨电极，5.侧板，6.底板，7.埚托，8.石墨托杆，9.圆口，10.凸台。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

图1是本发明石墨埚帮实施例的结构示意图，包括埚托7及放置在埚托7上围成锅状的侧板5，侧板5由构成锅沿的直立部分和构成锅底的倾斜部分组成，侧板5可以由等分的2～6瓣组成，本发明给出了由4瓣组成的实施例，其中的每瓣构成锅底的倾斜部分的下边沿设置成圆弧形缺口，所有瓣的圆弧形缺口同心围成一圆口9，并且该圆口9与埚托7同轴，圆口9内设置有上小下大的圆锥台形的底板6，圆口9的形状设置与底板6的形状相适应。底板6的下表面与埚托7保持水平接触；埚托7与侧板5的各瓣的底部部分采用斜面配合模式，埚托7的圆周外沿下表面设置有一圈凸台10，类似“屋檐”状结构，该凸台10的结构在漏料发生时，能起到引导液体流向的作用，侧板5的各瓣与底板6的受力关系不是锁扣状态，在液体压力下有活动余地，有利于侧板5的各瓣自动适应熔硅压力，当墩埚事故发生时，有利于侧板5的各瓣自然沿径向向外退让。R1为底板6的上端直径，R2为侧板5围成的石墨埚帮外径，底板6的上端直径R1与整个埚帮的外径R2之比值，介于0.1-0.9之间。

图2是图1的俯视图，本发明的侧板5包括A、B、C、D四瓣，共同围成一个石墨埚帮，这样的组合可以将整个埚帮分解为更小的组成部件，由于埚底由侧板5的各瓣的缺口构成一个同轴的圆口9，径向线度尺寸距离从圆口9边缘到埚帮圆周，显著缩小了各组成部件的径向线度力臂，因而能够承受更大的压力，并且在制造工艺上也降低了大块原料的要求，可以采用小块原料，为降低成本提供了技术空间。