[实用新型]单晶炉石英坩埚炉外装料的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于单晶硅制造设备技术领域，涉及一种单晶炉石英坩埚炉外装料的装置。

背景技术

直拉法生长单晶硅的过程中，装料前需要将石英坩埚放入石墨埚帮中，再将多晶原料放入石英坩埚中。为防止伤到石英坩埚，多晶原料需要缓慢放入，一般装80kg多晶原料需要用时约60min，导致装料过程耗时费力。很多厂家应用各种技术，设法实现单晶炉外装料，将装料作业置于正常生产的作业流程之外，即可缩短单炉次作业周期，此种方法还可成为线外装料。

常用的实现炉外快速装料的方法有，埚盖吊装法、连带埚帮吊装法等。

所谓埚盖吊装法，即制作石英坩埚埚盖，装入多晶原料后，石英坩埚埚盖与石英坩埚组成腔体，将腔体抽空以提起整个腔体。此方法的缺陷在于，石英坩埚埚盖与石英坩埚直接接触，占据石英坩埚的上沿位置，使得在炉外装料时，多晶原料不能放置在此区域，需要在腔体吊装进入炉内后进行补装，即，既减少了炉内装料的量，又使得整个作业流程更加复杂，不适宜大规模推广应用。

连带埚帮吊装法，即通过改造单晶炉体，使下轴可上升到高出热场，操作时，埚帮及石英坩埚正常装配，多晶原料装入完毕后，利用工具从埚帮处受力，将其吊装入炉内。此方法避免了埚盖吊装法的作业流程复杂的缺点，但对单晶炉体下轴的改造成本昂贵，石墨件特别是石墨埚帮需要重新设计，吊装工装需要专门设计，另外加高加长的下轴，使得运行过程中，易出现下轴晃动、抖动等异常情况，容易导致拉制单晶失败。

发明内容

本实用新型的目的是，提供一种单晶炉石英坩埚炉外装料的装置，解决了现有技术中的结构设计不合理，作业流程复杂、操作难度大的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种单晶炉石英坩埚炉外装料的装置，包括石英坩埚及底座，所述的底座与石英坩埚相匹配，所述的底座上铺有碳纤维，石英坩埚置于碳纤维上，碳纤维上设有网眼。

本实用新型的装置，其特征还在于：

碳纤维的面积大于石英坩埚的底面面积。

碳纤维上设有至少三个网眼。

碳纤维的厚度为0.2-0.5mm。

碳纤维为网格状或面状。

本实用新型的有益效果是：

1.轻松实现单晶炉外装料：采用高模量高强度的碳纤维作为石英坩埚的“提包”，将已装入多晶原料的石英坩埚放入石墨埚帮内。

1)、因碳纤维及吊装工装不占据石英坩埚上沿的多晶块料的位置，故仅需要在炉外进行装料操作即可，不需要吊装后补料，避免了埚盖吊装法的缺陷。因将装料作业剥离于正常生产周期之外，简化了作业流程，从而缩短单炉次生产周期，可节约时间40min～100min。

2)、因不需要对单晶炉进行改造，也不需要对石墨埚帮等进行重新设计，故避免了连带埚帮吊装法的缺陷。

2.提高石墨埚帮使用寿命10炉次以上：高温下石英坩埚与石墨埚帮反应，导致石墨埚帮逐渐变薄，以致无法继续使用。采用该方法后，碳纤维可以将石英坩埚与石墨埚帮分隔开，有效减缓两者的反应，从而延长石墨埚帮的使用寿命。

3.降低晶体碳含量：除多晶硅料自身的碳含量外，石墨埚帮与石英坩埚在高温下的反应，是直拉晶体中碳含量的主要来源之一，本装置提供的碳纤维层可以有效减缓石墨埚帮和石英坩埚的反应速率，从而降低晶体碳含量，提升单晶品质。

附图说明

图1是本实用新型装置装置中的碳纤维与石英坩埚、石墨埚帮的装配示意图；

图2是本实用新型装置中的碳纤维结构俯视示意图。

图中，1.石英坩埚；2.石墨埚帮；3.碳纤维；4.网眼。

具体实施方式

如图1、图2，本实用新型装置的结构是，包括石英坩埚1及底座，所述的底座与石英坩埚1相匹配，所述的底座上铺有碳纤维3，石英坩埚1置于碳纤维3上，碳纤维3上设有网眼4。

碳纤维3材料选用高模量高强度碳纤维，该种碳纤维经2500℃处理，密度低、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、电导及热导性高、热膨胀系数低、化学性能稳定。采用0.5mm厚的碳纤维3足以提起200kg重的物体，耐2000℃高温，可重复利用30炉次以上，利用单晶炉上轴(或叉车)起重，实现单晶炉外装料。