[实用新型]一种用于硅单晶炉的收尘器及硅单晶炉系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于硅单晶炉的收尘器及硅单晶炉系统。

背景技术

硅单晶炉的晶体生长过程是在高温和高真空状态下完成的。为了防止硅在高温下氧化和控制硅熔体的挥发，在硅晶体生长过程中单晶炉要被抽成真空状态并通氩气做保护气。装在石英坩埚中的多晶硅在约1500℃的温度下被熔化成液态，然后其温度被稳定到约1430-1440℃稳定范围进行晶体生长。在这样高的温度下，熔硅和来源于石英坩埚的氧以硅蒸汽、氧化硅蒸汽的形态挥发并凝结成细小的固体颗粒，固体颗粒被扫过硅熔体表面的氩气带离硅熔体表面。这些固体颗粒一部分会沉积在真空管道壁上，剩余部分会被抽进真空泵内。如果使用的是滑阀真空泵，硅和氧化硅颗粒会导致滑阀真空泵磨损、使泵油变粘稠，缩短泵油和泵的寿命。

在生长重度掺杂的硅单晶时，由于用做掺杂剂的磷、砷、锑等都是容易挥发的，高浓度的掺杂剂的加入使得挥发物的量大大增加，如果不采用有效的收尘器去除尾气中的固体粉尘，泵的寿命会大大缩短，甚至晶体生长过程都不能顺利完成。

现在已有的用于硅单晶炉的收尘器过于简单、收尘效率太低，只能用于掺杂浓度低的硅单晶的生长过程，不能用于重度掺杂的硅单晶的生长过程。如果用于重度掺杂的硅单晶的生长过程且与滑阀真空泵相配套，高浓度的固体颗粒会使真空泵油迅速变粘稠并使真空泵迅速磨损；如果用于重度掺杂的硅单晶的生长过程且与水环真空泵相配套，高浓度的固体颗粒会堵塞水环泵的喷射器，显著降低单晶炉的真空度。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供的一种用于硅单晶炉的收尘器及硅单晶炉系统，高效可靠，提高在各种晶体生长条件下真空泵的使用寿命和真空系统的可靠性。

一种用于硅单晶炉的收尘器，主体外形是圆柱形，内部分为上下两个室，上部是过滤室，下部是下部收尘室，上下两个室由中心风管连通，过滤室设有中心清洗水管、周边清洗水管、盖子、抽气口、排污管、金属滤网、反吹氮气管；盖子盖住过滤室；金属滤网成环状，将过滤室分成内外室；中心清洗水管的上部穿出盖子，下部插入中心风管；周边清洗水管位于过滤室的内室，上部穿出盖子；反吹氮气管位于过滤室的外室，上部穿出盖子；抽气口、排污管相对设置，位于过滤室的外室的底部；下部收尘室设有旋风分离器体、进气口、下部冲洗水管，旋风分离器体的顶部被中心风管贯穿，底部穿出下部收尘室的底端，底部穿出的部分依次连有集灰斗、排尘管真空阀、排尘管；进气口与旋风分离器体的上端相切连通；下部冲洗水管穿过下部收尘室侧壁从旋风分离器体的顶部穿入。

所述的下部冲洗水管的接水管处设有水管阀门，排污管设有排污真空阀。

所述的下部收尘室设有支撑脚。

所述的旋风分离器体的直筒内径D为150-220mm，其它部分的尺寸取其与D的比值，进气口长ɑ为0.38-0.54、进气口宽b为0.20-0.30、出风管内径D_e为0.33-0.58、出风管插入深度S为0.5-0.86、排灰口内径D_c为0.34-0.68、旋风分离器体的直筒高度h为1.5-3.5、旋风分离器总高度H为4.0-6.0；收尘器的内径D₁为300-450mm，过滤室的高度h₁为400-500mm，下部收尘室的高度h₂为500-600mm。

一种采用所述的收尘器的硅单晶炉系统，包括单晶炉、水环真空泵、机械泵，进一步设有所述的收尘器，单晶炉分别通过机械泵真空阀与机械泵相连，通过进气口真空阀与收尘器相连；收尘器进一步通过水环真空泵真空阀与水环真空泵相连。

本发明的有益效果：采用所述旋风分离器，可显著提高单晶炉尾气中粉尘的收尘效率，增加真空泵的使用寿命和单晶炉真空系统的可靠性；特别是在生长重度掺杂的硅单晶时，效果尤为突出。

附图说明

图1是一种用于硅单晶炉的收尘器主视图；

图2是过滤室剖面图；

图3是收尘室剖面图；

图4是旋风分离器各部分主要尺寸示意图；

图5是采用收尘器的硅单晶炉系统结构示意图；