[发明专利]一种单晶炉晶体高效生长及安全水冷结构

说明书

本发明提供一种单晶炉晶体高效生长及安全水冷结构，涉及单晶炉晶体生长技术领域。该单晶炉晶体高效生长及安全水冷结构，包括水冷热屏，所述水冷热屏下端圆周设置有导热环，所述导热环外侧设置有楔形散热片，所述水冷热屏内设置有冷却水，所述水冷热屏中心位置设置有单晶硅棒。通过水冷热屏采用铜合金材质结构制作，使得该结构水冷热屏具有良好的导热效果，可将单晶硅棒热量迅速带走，提高单晶硅棒生长速率与生产产能，且通过在水冷热屏下端一段高度采用不通水导热环及圆周楔形散热片结构，独特的安全结构可更大可能的避免因高温硅液熔穿水冷热屏，导致水冷热屏内部冷却水泄漏汽化发生的不安全事故发生。

技术领域

本发明涉及单晶炉晶体生长技术领域，具体为一种单晶炉晶体高效生长及安全水冷结构。

背景技术

在单晶炉晶体生长领域，直拉法硅单晶设备现有水冷屏均采用316L不锈钢材质结构，且在晶体生长过程中导热效果一般，不能较好的提高晶体生长速率，导致生产效率底下，生产成本增加的问题。

现有水冷屏均采用316L不锈钢材质、水冷屏本体内部全部通冷却水结构。在单晶炉晶体生长制备过程，易造成误操作使水冷屏本体浸入高温硅液或单晶晶体掉落高温硅液，使硅液液面上升熔穿水冷屏，冷却水遇高温迅速汽化膨胀，炉内压力瞬间增高，导致单晶炉炉体爆炸等不安全事故的发生。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种单晶炉晶体高效生长及安全水冷结构，解决了单晶炉炉体爆炸等不安全事故的发生。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种单晶炉晶体高效生长及安全水冷结构，包括水冷热屏，所述水冷热屏下端圆周设置有导热环，所述导热环外侧设置有楔形散热片，所述水冷热屏内设置有冷却水，所述水冷热屏中心位置设置有单晶硅棒。

优选的，所述导热环与楔形散热片之间固定连接，所述导热环与楔形散热片均与水冷热屏下表面固定连接。

优选的，所述水冷热屏的材质为铜合金。

通过上述技术方案，使得该结构水冷热屏具有良好的导热效果，可将单晶硅棒热量迅速带走，提高单晶硅棒生长速率与生产产能。

优选的，所述水冷热屏下方设置有硅溶液。

通过上述技术方案，避免因高温硅液熔穿水冷热屏，导致水冷热屏内部冷却水泄漏汽化发生的不安全事故发生。

工作原理：在单晶硅棒晶体2生长过程，由于水冷热屏1采用铜合金材质结构制作，相对与现有316不锈钢材质结构水冷屏而言，铜合金具有更好的导热效果，铜合金有着更好的导热性、硬度高、耐磨抗爆及软化温度高、抗裂性强。通过水冷热屏1材料的改进，较好的导热性不仅提高了生产效率，较高的材质硬度也提高了水冷热屏1的使用寿命，且该铜合金水冷热屏1在后期的升级换代阶段具有更好的回收再利用价值。

为了更好的保障水冷热屏1在单晶硅棒2晶体生长过程的安全使用，该水冷热屏1下端一段高度采用不通水导热环3及圆周楔形散热片4结构，在具备良好的散热条件下，即使由于误操作使水冷热屏1下降入高温硅熔液5或单晶硅棒2晶体掉落至高温硅溶液5中，导热换3余留的安全距离也不会导致水冷热屏1中的冷却水6因被高温硅溶液5熔穿泄漏迅速汽化，导致压力增高，造成不安全事故的发生。

(三)有益效果

本发明提供了一种单晶炉晶体高效生长及安全水冷结构。具备以下有益效果：

本发明通过水冷热屏采用铜合金材质结构制作，使得该结构水冷热屏具有良好的导热效果，可将单晶硅棒热量迅速带走，提高单晶硅棒生长速率与生产产能，且通过在水冷热屏下端一段高度采用不通水导热环及圆周楔形散热片结构，独特的安全结构可更大可能的避免因高温硅液熔穿水冷热屏，导致水冷热屏内部冷却水泄漏汽化发生的不安全事故发生。