[实用新型]区熔炉晶棒预热装置

说明书

技术领域

本实用新型是关于非金属的制造设备，特别涉及区熔炉晶棒预热装置。

背景技术

区熔法（FZ）生产单晶硅是区别于直拉炉（CZ）的一种新型的单晶生长方法，它利用高频感应加热线圈将高纯度的多晶料局部融化，熔区依靠熔硅的表面张力和加热线圈提供的磁托浮力而处于悬浮状态，然后从熔区的下方利用籽晶将熔硅拉制成单晶。由于没有坩埚污染，区熔炉生长的单晶硅纯度高，均匀性好，低微缺陷，其优良的电学性能非常适合制作高反压、大电流、大功率的电力电子器件。

由于区熔炉的硅棒在常温下无法感生涡流，一般需采用预热装置对多晶棒进行预热，多晶硅棒加热到600°C以上时其导电性能大大增加，能够感应高频电流而生热。传统技术中，如中国专利201220431624.5、201110333579.X等公开的内容中，预热装置均采用导电性能好的石墨材料。采用这种石墨预热机构能够起到较好的预热作用，能够满足区熔炉的一般生产要求。但石墨环本身对区熔炉是一种污染，对区熔单晶的少子寿命、COP缺陷等造成不利的影响，且石墨材料本身吸附性较强，容易附着氧化物，容易随着保护气体的流动进入熔区造成断苞，影响单晶生产率。为满足高品质区熔硅单晶的生产，实有必要开发一套新型的晶棒预热装置。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供不产生杂质、满足高品质区熔硅单晶生长要求的晶棒预热装置。为解决上述技术问题，本实用新型的解决方案是：

提供区熔炉晶棒预热装置，用于对区熔炉中的多晶棒进行预热，所述区熔炉晶棒预热装置包括预热环、调整块、固定法兰和驱动装置，固定法兰与区熔炉的炉室固定且密封，驱动装置与固定法兰相连，驱动装置的移动轴穿过固定法兰与调整块连接，预热环与调整块相连；所述预热环是低阻硅制作而成的且中心设有倒锥型通孔的圆柱形预热环，所述调整块用于调节预热环与多晶棒和区熔炉中的线圈的间距，所述驱动装置用于为预热环提供进行直线运动的动力。

作为进一步的改进，所述调整块为一对分别设有矩形凸起和相对应凹槽的圆柱形法兰。

作为进一步的改进，所述驱动装置优选电动缸。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

采用低阻硅材质的预热环，有效避免了现有技术中石墨预热环对炉室的污染，提高了单晶品质和单晶生产率，同时本实用新型还公开了该预热环的驱动装置，简单可靠，易于实现预热环位置的精确控制。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图中的附图标记为：1预热环；2调整块；3固定法兰；4驱动装置。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

图1中的区熔炉晶棒预热装置包括预热环1、调整块2、固定法兰3和驱动装置4，用于对区熔炉中的多晶棒进行预热。固定法兰3与区熔炉的炉室固定且密封，驱动装置4与固定法兰3相连，驱动装置4的移动轴穿过固定法兰3与调整块2连接，预热环1与调整块2相连，从而驱动装置4的移动轴可带动预热环1完成直线运动。所述预热环1是中心设有倒锥型通孔的圆柱形预热环1，采用低阻硅制作而成，能有效避免预热环1对炉室产生污染。所述调整块2为一对分别设有矩形凸起和相对应凹槽的圆柱形法兰，用于调节预热环1与多晶棒和区熔炉中的线圈的间距。所述驱动装置4用于为预热环1提供进行直线运动的动力，优选电动缸，简单可靠，易于实现预热环1位置的精确控制。

在预加热阶段，通过驱动装置4将预热环1伸出到加热线圈上方，同时多晶棒下降到预热环1上方。低阻硅的预热环1能够在常温下感应高频电流而涡流生热，将热量传递给多晶棒，当多晶棒温度升高到600°C以上时，多晶棒料呈现导体性质，此时预热环1缩回炉壁附近，多晶棒能够自身感应高频进行二次加热，从而完成多晶棒的局部融化。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。