[发明专利]一种单晶炉及其坩埚托杆

说明书

本发明公开了一种坩埚托杆，包括用以支撑连接坩埚托盘的上托杆；可拆卸地与所述上托杆底部连接的下托杆；其中，所述下托杆由碳/碳复合材料制成。上述坩埚托杆的强度高，不易损坏，而且外露于炉腔的部分导热率系数低，解决了单晶炉内热量流失较多的问题。本发明还公开了一种包括上述坩埚托杆的单晶炉。

技术领域

本发明涉及单晶硅制造技术领域，特别是涉及一种坩埚托杆。此外，本发明还涉及一种包括上述坩埚托杆的单晶炉。

背景技术

单晶炉是一种能够在惰性气体环境中将多晶硅材料融化并用直拉法生长单晶硅的设备。单晶炉主要包括炉腔、石英坩埚、坩埚托盘、坩埚托杆以及驱动装置，其中，石英坩埚设在炉腔内并用于加热多晶硅材料，坩埚托盘设于炉腔内并用于支撑石英坩埚，坩埚托杆的顶端设在炉腔内并与坩埚托盘相连，坩埚托杆的底部贯穿炉腔的底部并与炉腔底部的驱动装置相连，驱动装置通过坩埚托杆实现在炉腔之外驱动石英坩埚旋转和上下移动。

如图1所示，目前现有技术中的坩埚托杆01均一体成型并采用等静压石墨材料制成，由于单晶炉内一次性投料量能够重达300kg，而且未来还有逐渐增大的趋势，因此坩埚托杆01很容易损坏；此外，单晶炉内的炉温需稳定保持在1400℃，由于等静压石墨材料的导热效果好，因此坩埚托杆01外露于炉腔的部分很容易向外界散热，进而需要提高单晶炉的功率来弥补炉腔内的热量损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种坩埚托杆，该坩埚托杆的强度高，不易损坏，而且外露于炉腔的部分导热率系数低，解决了单晶炉内热量流失较多的问题。本发明的另一目的是提供一种包括上述坩埚托杆的单晶炉。

为实现上述目的，本发明提供一种坩埚托杆，包括：用以支撑连接坩埚托盘的上托杆；可拆卸地与所述上托杆底部连接的下托杆；其中，所述下托杆由碳/碳复合材料制成。

优选地，所述上托杆的底部设有内螺纹孔，所述下托杆的顶部设有外螺纹，以供所述上托杆与所述下托杆可拆卸连接。

优选地，所述上托杆的高度为650-850mm；所述下托杆的外露部分的高度为200-300mm。

优选地，所述下托杆底部的侧表面为锥形面。

优选地，所述上托杆由等静压石墨材料制成。

优选地，所述上托杆的顶部具有用以与坩埚托盘相连的连接盘；其中，所述连接盘的顶部设有三个沿周向均匀分布的定位螺孔。

优选地，所述上托杆内部沿其高度方向贯穿地设有用以供固定螺栓穿过的第一通道；所述下托杆内部沿其高度从上至下依次设有用以供固定螺栓穿过的第二通道和固定通道；其中，所述第一通道与所述第二通道连通，以供固定螺栓依次穿过所述第一通道和所述第二通道；所述第二通道与所述固定通道连通；所述固定通道的截面尺寸大于固定螺栓的螺杆的截面尺寸并小于固定螺栓的螺头的截面尺寸；所述固定通道的长度小于固定螺栓的螺杆的长度。

优选地，所述第二通道的截面为正六边形。

相对于上述背景技术，本发明提供的坩埚托杆，通过上托杆和下托杆的分段设计以提高强度并减少炉腔内的热量损失。具体来说，下托杆由强度高且导热系数低的碳/碳复合材料制成，其中，上托杆位于炉腔内，而下托杆位于炉腔外，由于下托杆导热系数低，因此炉腔内的热量难以通过上托杆传递给下托杆，使炉腔内的散失热量减少，进而可以减小单晶炉的功率，并提高单晶硅生产的经济效益；此外，下托杆的强度更高，进而可以提高坩埚托杆的承载能力，以便于承载装有更多硅原料的石英坩埚。

本发明还提供一种单晶炉，包括坩埚托盘和驱动装置，还包括与所述坩埚托盘和所述驱动装置相连、如上述任一项所述的坩埚托杆。

附图说明