[实用新型]一种单晶炉用底部加热器

说明书

本实用新型公开一种单晶炉用底部加热器，包括相互连接的加热器主体和加热器脚，加热器主体的截面呈等厚度碗状结构，加热器主体上沿碗状弧面均匀开设有多条长槽，长槽包括相互交错布置的第一长槽和第二长槽；第一长槽由加热器主体的底部向上延伸形成，第二长槽由加热器主体的顶部向下延伸形成。本实用新型将加热器主体设计为等厚度碗状结构，该碗状结构与坩埚底部形状一致或接近使得本实用新型的各处距离坩埚底部等距或接近等距，从而确保坩埚底部受热均匀，热场的径向温度场均匀，提高本实用新型的发热效率，较现有技术中采用单层平面结构的底部发热器熔料阶段时间减少了5％‑10％。

技术领域

本实用新型涉及热场系统技术领域，具体是一种单晶炉用底部加热器。

背景技术

直拉(Czochralski)法(简称CZ法)晶体生长技术是太阳能级和半导体级硅单晶生长的最主要方法。CZ法的工艺流程是：先将一定量的多晶硅原料放入坩埚中，加热至熔化(温度高达1600℃)，在拉杆下端装夹籽晶(即晶种)，沉浸到熔化的晶体原料中，提拉杆缓缓向上提拉，同时缓慢旋转，最终生长出圆柱体形状的单晶硅棒。整个单晶生长过程大致分为六个阶段：1、装料和熔料；2、籽晶与熔硅的熔接；3、引细颈；4、放肩和转肩；5、等径生长；6、收尾；其中等径生长约占整个生长时间的80％。

众所周知，单晶硅棒越大，产品品质就越好，单位成本也随之降低。但是，增加硅棒尺寸，热场系统的尺寸也相应增加。目前，单晶硅棒生产企业均在将小容量的热场改大，投料量从原来的90kg左右(20inch)增加到150kg(22或23inch)以上，有的厂家甚至将原来的150kg左右(24inch)增加到200kg(26inch)以上，显著增加了热场控制的难度。传统的加热方法是采用单一的侧部加热器，但是已经难以满足热场的均匀性要求。为此，目前运行的大尺寸单晶炉(26inch以上)都在尝试采用双加热结构，也就是在原来环形加热的基础上增加一个底部加热器，这样可以提高热场的均匀性，缩短化料时间，有效解决热场控制难及熔硅再结晶的问题。

中国专利CN201501940U中公开了直拉单晶炉加热器，为一个石墨材质的圆周均匀分布的底部加热器，该底部加热器采用单层平面扇形结构，离圆心越近，单位空间的发热面积越大，在使用时会导致离圆心不同距离的点上发热不均匀；同时，由于该加热器采用石墨材料制备，且设计为条状的扇形结构，加工困难，容易折断，维修也不方便。

中国专利CN203625526U公开了单晶炉用底部加热器，其蛇形发热部分采用并联方式，且长度较短，为了提高电阻，有时只能减小横截面积或减薄厚度，由于石墨性脆，强度低，横截面积较小容易折断；炭-炭复合材料的加热器因比较薄，造成变形较大，生产加工比较困难，且材料利用率偏低。此外，该底部加热器为单层平面结构，坩埚距离底部加热器较远，温度相对较低，热场的径向温度均匀性较差。

实用新型内容

本实用新型针对所要解决的技术问题，提供一种单晶炉用底部加热器，实现坩埚底部的受热均匀，热场的径向温度场均匀。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种单晶炉用底部加热器，包括相互连接的加热器主体和加热器脚，所述加热器主体的截面呈等厚度碗状结构，所述加热器主体上沿碗状弧面均匀开设有多条长槽，所述长槽包括相互交错布置的第一长槽和第二长槽；

设所述加热器主体靠近所述加热器脚的一端为底部、远离所述加热器脚的一端为顶部；所述第一长槽由所述加热器主体的底部向上延伸形成，所述第二长槽由所述加热器主体的顶部向下延伸形成。

进一步的，所述加热器主体和加热器脚为一体成型结构。

在另一个优选方案中，所述加热器主体和加热器脚可拆卸地连接。

进一步的，所述加热器脚至少包括两条支腿，每条所述支腿上至少开设有一个固定孔。

进一步的，所述加热器主体的热态电阻为0.040～0.047Ω。