[发明专利]一种单晶炉的石墨热场

说明书

技术领域

本发明涉及一种石墨热场，特别涉及用于拉制单晶硅棒的高效石墨热场。

背景技术

直拉单晶硅生产过程中，采用的单晶炉的石墨热场主要由保温筒、导流筒、加热器、石墨坩埚及石英坩埚组成，石英坩埚位于石墨坩埚内，石墨坩埚位于加热器内，保温筒位于最外层，导流筒位于石英坩埚之上及保温筒内。当加热器通电后，石墨坩埚开始升温，当温度升至1400-1600度时，石英坩埚内的硅料充分熔化，再通入惰性气体，在惰性气体的保护下，经过引晶、放肩等步骤过盛晶体的生长。为了确保晶体的生长，要将热场的温度保持在1400-1600度左右，因此，消耗的能源较大。

为了降低能源的消耗，对导流筒作了改进。近来，出现了一些改进的导流筒，该导流筒为圆筒状或圆锥型，将热场由原来的开放式改为封闭式，增加了热场保温性能，降低了热量的损失，从而，节约的能源；但该结构的石墨热场，保温效率还不理想，还待改进的地方。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种单晶炉的石墨热场，该单晶炉的石墨热场充分利用单晶硅结晶时散发的热量，大大降低了能耗，大大加速了单晶硅生长速度。

为了解决上述技术问题，本发明一种单晶炉的石墨热场，包括保温筒、导流筒、加热器，所述保温筒上设有多个排气孔，其中，所述导流筒由导流内层和导流外层组成，所述导流内层与所述导流外层之间设有间隙。

上述一种单晶炉的石墨热场，其中，所述排气孔位于所述保温筒的上部。

上述一种单晶炉的石墨热场，其中，所述导流外层的内表面上设有若干圆弧形凹槽，所述凹槽的底槽面的夹角α为135°。

本发明可实现以下有益效果：

1、由于所述导流筒由导流内层和导流外层组成，所述导流内、外层之间设有间隙，减少热场的散热，使热量以热辐射的形式传输，节省了电能消耗，大大加快速了单晶硅生长速度。

2、由于所述排气孔位于所述保温筒的上部，改善了惰性气体流动路线，使惰性气体不再从保温桶和炉壁之间的流动，从而减小了高温气体对单晶炉壁的伤害，延长了石墨热场的使用寿命；并且由于改变了惰性气体的对流方式，确保了惰性气体顺利带走单晶硅结晶时散发的结晶潜热和一氧化硅颗粒，有效避免了一氧化硅颗粒再次掉入溶液而导致晶体位错的产生，进一步节约了电能消耗，使每台单晶炉可减少成本或增加效益最低350000元/年。

3、由于所述导流外层的内表面上设有若干圆弧形凹槽，所述凹槽的底槽面的夹角α为135°，使反射面增加了，从而提高了气体的反射率，使气体的热量不容易扩散，从而大大提高了热能的利用，节省了电能消耗。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的保温筒的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图所示，为了解决上述技术问题，本发明一种单晶炉的石墨热场，由保温筒1、导流筒2、加热器3、石墨坩埚4及石英坩埚5组成，石英坩埚5位于石墨坩埚4内，石墨坩埚4位于加热器3内，保温筒1位于最外层，导流筒2位于石英坩埚5之上及保温筒1内。所述保温筒1上设有多个排气孔11，排气孔可为2个，也可为12个；所述导流筒2由导流内层21和导流外层22组成，所述导流内层21与所述导流外层22之间设有间隙。本发明可有效隔绝加热器3向外辐射热能，有利于充分利用单晶硅结晶时散发的热量，大大降低能耗，有利于加速单晶硅生长，提高了每炉次硅的产量，节约了电能消耗，每台单晶炉可减少成本或增加效益最低350000元/年。

排气孔11的位置不受限制，本实施例中为了提高晶体的生产质量，将排气孔11设置于上所述保温筒1的上部，本发明改变了保护气体的对流方式，确保了惰性气体顺利带走单晶硅结晶时散发的结晶潜热和一氧化硅颗粒，有效避免了一氧化硅颗粒再次掉入溶液而导致晶体位错的产生，有效节约了电能消耗，提高了晶体的质量。

为了进一步提高热量的利用率，可在所述导流外层的内表面上设有若干圆弧形凹槽，所述凹槽的底槽面的夹角α为135°，由于所述导流外层11的内表面上设有若干圆弧形凹槽111，所述凹槽111的底槽面的夹角α为135°，使反射面增加了，从而提高了气体的反射率，使气体的热量不容易扩散，从而大大提高了热能的利用，节省了电能消耗。

本发明并不限于上述实施例描述的范围，凡采用等效替换的手段获得的技术方案均在本发明保护的范围内。