[发明专利]长晶炉设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种长晶炉设备，特别是涉及一种运用改变长晶炉内加热元件的变化与排列组合，使其长晶炉内热场最佳化而获得良好晶碇品质与晶碇尺寸的长晶炉设备。

背景技术

目前一种已知的长晶炉设备，主要包含：一炉体，以及一放置于该炉体中的坩埚，该坩埚周围设置多个加热器，包含位于坩埚上方的上加热器与坩埚下方的下加热器以及位于坩埚侧边的侧向加热器，与位于下加热器下方的热闸门。以上装置通过加热器、氩气流动装置、保温与降温装置产生复杂的交互作用使硅融化、硅成长和硅退火来完成多晶硅的铸造。然而一般加热器设计在坩埚上方与侧向，其缺点与问题在于炉体热场内的对流在晶碇(ingot)底部较差，容易沉积碳化硅(SiC)在底部，需底切晶碇底部较多的部分，容易影响产出晶碇的长度，若将加热器设计在头部、底部与侧向，其缺点在于侧向加热器功率较小，对晶碇(ingot)中间对流影响有限，然而要提高侧向加热器效率，必增大侧向的加热面积，将大幅影响晶碇产出的尺寸大小，为了响应长晶炉内热场最佳化与解决上述问题，设计一种可变化的加热器与加热元件的长晶炉，有其发展的必要性与优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种运用改变长晶炉内加热元件的变化与排列组合，使其长晶炉内热场最佳化而获得良好晶碇品质与晶碇尺寸的长晶炉设备。

本发明长晶炉设备，包含：一个炉体、一个设置于该炉体中的坩埚、一个位于该炉体与该坩埚顶部之间的第一加热器、一个位于该炉体与该坩埚底部之间的第二加热器，该第一加热器与该第二加热器皆包括多个能拆换的加热元件，且该多个加热元件中的至少一个加热元件的输出功率与其他加热元件的输出功率不相同。

本发明所述长晶炉设备，该第一加热器具有一个第一加热器侧壁，该第一加热器的该多个加热元件中，其中多个加热元件邻近该第一加热器侧壁，其他加热元件位于邻近该第一加热器侧壁的该多个加热元件之间，邻近该第一加热器侧壁的该多个加热元件的输出功率大于其他加热元件的输出功率。

本发明所述长晶炉设备，该第二加热器具有一个第二加热器侧壁，该第二加热器的该多个加热元件中，其中多个加热元件邻近该第二加热器侧壁，其他加热元件位于邻近该第二加热器侧壁的该多个加热元件之间，邻近该第二加热器侧壁的该多个加热元件的输出功率大于其他加热元件的输出功率。

本发明所述长晶炉设备，该第一加热器的该多个加热元件的位置与尺寸大小分别对应该第二加热器的该多个加热元件的位置与尺寸大小。

本发明所述长晶炉设备，该第一加热器的该多个加热元件中的至少一个加热元件的输出功率与该第一加热器的其他加热元件的输出功率不相同，该第二加热器的该多个加热元件中的至少一个加热元件的输出功率与该第二加热器的其他加热元件的输出功率不相同。

本发明所述长晶炉设备，每一个加热元件为一个长条状的加热棒。

本发明所述长晶炉设备，该多个加热元件中的至少一个加热元件的直径与其他加热元件的直径不相同。

本发明所述长晶炉设备，所述至少一个加热元件的直径为20mm～50mm，所述其他加热元件的直径为5mm～30mm。

本发明所述长晶炉设备，该第一加热器的该多个加热元件中的至少一个 加热元件的直径与该第一加热器的其他加热元件的直径不相同；该第二加热器的该多个加热元件中的至少一个加热元件的直径与该第二加热器的其他加热元件的直径不相同。

本发明所述长晶炉设备，该第一加热器与该第二加热器中的其中至少一个的外形为对称结构。

本发明的有益效果在于：主要利用第一加热器与第二加热器的加热元件的变化与排列组合，增加长晶炉内的热对流，促使碳化硅不易沉积在晶碇内，提高晶碇品质，并且通过减少加热器的数量有助于晶碇的尺寸大小的产出，以达到既可增加晶碇品质与产量，亦可降低制造成本的优点。

附图说明

图1是本发明长晶炉设备的一第一实施例的侧视示意图；

图2是该第一实施例的部分元件俯视示意图，显示一第一加热器与一第二加热器的外围的多个加热元件位置与尺寸大小为两侧对称；

图3是该第一实施例的侧视与热场分布示意图，该热场分布的热对流示意方向由坩埚外围两侧向中心位置而后向上流动；

图4是本发明长晶炉设备的一第二实施例的部分元件俯视示意图，主要显示一第一加热器与一第二加热器；

图5是本发明长晶炉设备的一第三实施例的部分元件俯视示意图，显示一第一加热器中心位置与一第二加热器外围的多个加热元件的位置与尺寸大小为上下交错对称；