[发明专利]单品硅热场坩埚用生产智能加工设备及其加工方法

权利要求书

1.单品硅热场坩埚用生产智能加工设备，包括保温筒（1）和机械桁架（17），其特征在于：所述机械桁架（17）的上方设置有固定横梁（4），所述固定横梁（4）上设置有横梁滑轨（3），所述固定横梁（4）的左右两端上均设置有固定滑座（2），所述固定滑座（2）的下方设置有伸缩夹持臂（20），所述固定横梁（4）中间位置处的下方设置有顶部轴承（5），所述顶部轴承（5）的下方设置有上炉腔（6），所述上炉腔（6）的下方设置有隔离阀（7），所述隔离阀（7）的下方设置有保温筒（1），所述隔离阀（7）的下方位于保温筒（1）的内部顶端设置有单晶硅棒（8），所述单晶硅棒（8）的右侧设置有导流筒（9），所述单晶硅棒（8）的下方设置有石英坩埚（10），所述石英坩埚（10）的下方设置有石墨坩埚（11），所述石墨坩埚（11）的外部设置有防护套（19），所述石墨坩埚（11）的左右两侧均设置有加热器（18），所述石墨坩埚（11）的下方设置有坩埚底座（12），所述坩埚底座（12）中间位置处的下方设置有中心轴（16），所述中心轴（16）的底端设置有底部轴承（15），所述中心轴（16）的底端左右两端位于加热器（18）的下方设置有石墨电极（13），所述中心轴（16）的下方设置有底座防护板（14），所述保温筒（1）的内部上方位置处设置有加热腔（22），所述加热腔（22）的下方设置有铸锭炉（21），所述铸锭炉（21）的下方设置有水箱（27），所述水箱（27）的左右两侧均设置有导向柱（24），所述水箱（27）的下方设置有拖车（23），所述拖车（23）的下方设置有托盘架（25），所述托盘架（25）的左右两侧对应设置有支架（26），所述中心轴（16）靠近底端位置处设置有中轴器（29），所述中轴器（29）的左侧设置有顶升机（28），所述中轴器（29）的右侧设置有电机（30），所述电机（30）的右侧设置有导向板（31），所述加热器（18）的上下两端均设置有加热器固定座（32），所述机械桁架（17）、加热器（18）和电机（30）均与外部电源电性连接。

2.根据权利要求1所述的单品硅热场坩埚用生产智能加工设备，其特征在于：所述固定滑座（2）共设置有两组，所述两组固定滑座（2）对应安装在固定横梁（4）上，所述固定滑座（2）与固定横梁（4）之间通过横梁滑轨（3）滑动连接，所述两组固定滑座（2）的下方均对应设置有伸缩夹持臂（20），所述每组伸缩夹持臂（20）通过伸缩进行调节，所述保温筒（1）与机械桁架（17）之间通过伸缩夹持臂（20）进行夹持固定连接。

3.根据权利要求1所述的单品硅热场坩埚用生产智能加工设备，其特征在于：所述保温筒（1）与固定横梁（4）之间通过顶部轴承（5）固定连接，所述上炉腔（6）的顶端与顶部轴承（5）之间通过螺纹固定连接，所述上炉腔（6）的底端与隔离阀（7）之间通过螺纹固定连接。

4.根据权利要求1所述的单品硅热场坩埚用生产智能加工设备，其特征在于：所述导流筒（9）共设置有两个，所述两个导流筒（9）对应安装在石英坩埚（10）上方的左右两侧。

5.根据权利要求1所述的单品硅热场坩埚用生产智能加工设备，其特征在于：所述支架（26）的一端与托盘架（25）焊接固定，所述述支架（26）的另一端与导向柱（24）焊接固定。

6.根据权利要求1所述的单品硅热场坩埚用生产智能加工设备，其特征在于：所述底座防护板（14）与保温筒（1）一体成型，所述保温筒（1）为中空圆柱体结构。

7.单品硅热场坩埚用生产智能加工设备的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将多晶硅原料放入石英坩埚内；

S2、加完多晶硅原料于石英坩埚内后，打开石墨加热器电源，对其进行加热，加热至熔化温度1420℃以上，将多晶硅原料熔化；

S3、当硅熔体的温度稳定之后，将籽晶慢慢浸入硅熔体中，进行缩颈生长；

S4、长完细颈之后，须降低温度与拉速，使得晶体的直径增大到所需的尺寸，完成放肩生长；

S5、长完细颈和肩部之后，借着拉速与温度的不断调整，晶棒的直径为1.5-2mm之间，这段直径固定的部分即称为等径生长；

S6、完成等径生长后，必须将晶棒的直径慢慢缩小，直到成一尖点而与液面分开，这一过程称之为尾部生长；

S7、长完的晶棒被升至上炉室冷却后取出，即完成一次生长周期。