[实用新型]一种低能耗单晶炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及单晶炉技术领域。

背景技术

单晶硅棒是生产单晶硅片的原材料，随着国内和国际市场对单晶硅片需求量的快速增加，单晶硅棒的市场需求也呈快速增长的趋势。直径越大的单晶硅圆片，所能刻制的集成电路越多，芯片的成本也就越低。但大尺寸晶片对材料、技术和设备的的要求也越高。如何进一步降低拉晶成本，提高晶体硅内在品质，成为单晶炉行业的发展目标。目前，在90型单晶炉装配22寸热系统，与装配20寸热系统相比，具有投料量大，产能高的优势，但随着热场尺寸增大，投料量增多，拉晶环境也变得更加复杂，成晶难度大大增加，在增加功率后如何降低能耗成为单晶炉设备生产厂家的重要技术课题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种低能耗单晶炉，具有提高产量和成品率、降低能耗的特点。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种低能耗单晶炉，包括炉体和竖直设置在炉体内底盘上的石墨埚杆，石墨埚杆的上端托住石英坩埚；所述的石墨埚杆上部设有开口朝上的石墨托杯，在石墨托杯的空腔内填充保温隔热材料，所述石英坩埚位于石墨托杯上。

对本实用新型所做的进一步改进是：所述的保温隔热材料为厚度≥100mm的保温隔热碳毡。在所述的石墨托杯和石英坩埚之间还设有石墨埚托。还包括固定在所述炉体的内壁上的碳毡保温内层，在所述碳毡保温内层的内壁上安装保温内筒，在所述碳毡保温内层和保温内筒的顶端设有环形盖板，在所述环形盖板的外周和上方覆盖碳毡保温上层，所述碳毡保温上层的厚度≥62mm；在碳毡保温上层上设有封气环；在所述炉体的底盘上铺设碳毡保温底层,所述碳毡保温底层的厚度≥120mm。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型充分利用单晶炉的空间，配置大尺寸加热系统，在90型单晶炉装配22寸热系统，并采取各种节能措施：一、在石墨托杯的空腔内填充保温隔热材料，提高了石英坩埚底部保温效果。二、在整套热系统的底部、中间和顶端，将加热器层层包裹起来，热量散失明显降低，整个拉晶过程，加热器发热功率降低很多。三、封气环能将热系统与不锈钢炉壁的间隙封死，使单晶炉惰性保护气体——氩气只沿导流筒口径向下流动，避免氩气短路抄近道，防止热量散失。

在拉晶过程中耗电量降低，节能效果明显，晶体等径生长时的功率由之前的50.5kw下降到现在的40.2kw，下降了20％，每炉可节电309度，单台炉年节电48204度。该单晶炉的投料量由之前的120kg达到现在的150kg，增加了25％。可以生产8寸、8.5寸、9寸单晶棒，成品率可以达到88％，9寸单晶棒的月产能由之前的1250kg达到现在的1500kg，增加了20％。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

如图所示：1碳毡保温底层、2保温隔热材料、3环形盖板、4碳毡保温上层、5封气环、6导流筒、7碳毡保温内层、8加热器、9保温内筒、10石英坩埚、11石墨埚托、12石墨托杯、13电极螺栓、14石墨埚杆、15炉底护盘、16电极护套、17埚杆护套。

具体实施方式

对照图1对本实用新型的操作使用步骤作进一步说明：

实施例1.一种低能耗单晶炉，包括炉体和竖直设置在炉体内底盘上的石墨埚杆14，石墨埚杆14的上端托住石英坩埚10；所述的石墨埚杆14上部设有开口朝上的石墨托杯12，在石墨托杯12的空腔内填充保温隔热材料2，所述石英坩埚10位于石墨托杯12上。还包括固定在所述炉体的内壁上的碳毡保温内层7，在所述碳毡保温内层7的内壁上安装保温内筒9，在所述碳毡保温内层7和保温内筒9的顶端设有环形盖板3，在所述环形盖板3的外周和上方覆盖碳毡保温上层4，所述碳毡保温上层4的厚度≥62mm；在碳毡保温上层4上设有封气环5；在所述炉体的底盘上铺设碳毡保温底层1,所述碳毡保温底层1的厚度≥120mm。