用于直拉单晶炉的石墨加热器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于直拉单晶炉的石墨加热器。石墨加热器包括加热器本体，加热器本体具有中轴线，加热器本体包括呈筒形的侧壁，侧壁上设置有多个第二开槽；第二开槽从加热器本体的底端向上轴向延伸，沿顶端向底端延伸的方向，第二开槽的宽度逐渐增大。该石墨加热器能够提高能量的利用率，在满足硅料受热充分的情况下，降低能耗。

【技术实现步骤摘要】

本技术总体来说涉及一种加热器装置，尤其涉及一种用于直拉单晶炉的石墨加热器。
技术介绍
直拉单晶制造法是把原料多硅晶块放入石英坩埚中，在单晶炉中加热熔化，再将晶种(籽晶)浸入熔液中。在合适的温度下，熔液中的硅原子会顺着晶种的硅原子排列结构在固液交界面上形成规则的结晶，成为单晶体。把晶种微微的旋转向上提升，熔液中的硅原子会在前面形成的单晶体上继续结晶，并延续其规则的原子排列结构。若整个结晶环境稳定，就可以周而复始的形成结晶，最后形成一根圆柱形的原子排列整齐的硅单晶晶体，即硅单晶棒。直拉法制备单晶硅时采用惰性气体作为保护气体，在单晶硅生长过程中，须使用石墨加热器对硅料进行加热熔化，并且加热器对于提供晶体生长所需的温度梯度起到至关重要的作用。随着半导体硅材料和光伏行业的迅速发展，大直径的硅单晶已成为直拉单晶硅研究和生产的主要方向。随着硅单晶直径的增大，投料量必将加大，坩埚直径和热场尺寸也随之相应增大，导致熔体中热对流加剧，导致拉晶难度随之增大，晶体品质参数随之下降。在现有技术条件下，如图1、2所示为单晶拉制过程中通常使用的加热器，该加热器通常包括加热器本体1和底部支撑脚3。具体地，该加热器在一个环形的石墨体上设置有均匀开槽11’，该均匀开槽11’通常由加热器本体1的顶端向下轴向延伸，或者由加热器本体1的底端向上轴向延伸。该加热器高温区通常在加热器中上部，在单晶拉制过程中，石英坩埚底部不能直接获得热量。在应用更大的热场时，考虑拉晶时热场梯度需要，一般还需要在环形加热器下面再安装一个底部石墨加热器，这样的设置又增加了设备投入，且操作复杂化。因此在现有技术中应用的石墨加热器普遍存在以下不足：1、应用加热器时，加热器发热区位置偏上，在熔化硅料过程中，硅料不能完全受热，导致热量不能被充分利用，增加能耗。因此原料熔化时间长，延长了熔硅与石英坩埚的反应时间，导致生长的单晶硅氧含量也增加。2、在熔化硅料过程中，石英坩埚底部无法直接获得热量，处于加热器发热区的低温区。从而会出现石英坩埚中上部原料比石英坩埚底部原料先熔化，当石英坩埚中上部原料熔化后流向石英坩埚底部，熔硅与未熔原料接触再结晶，极易发生漏硅现象，造成严重损失。3、熔料过程中，石英坩埚内原料自上而下熔化，中下部原料熔化时产生的挥发物及气泡不能及时排除，导致生长单晶成品率低、品质差。因此，如何提供一种能够使硅料充分受热且降低能耗的石墨加热器，是亟待解决的技术问题。在所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本技术的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。本技术的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种用于直拉单晶炉的石墨加热器，以在满足硅料受热充分的情况下，降低能耗。本技术的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种直拉单晶炉，以在满足硅料受热充分的情况下，降低能耗。为实现上述技术目的，本技术采用如下技术方案：根据本技术的一个方面，提供了一种用于直拉单晶炉的石墨加热器，其特征在于，所述石墨加热器包括加热器本体，所述加热器本体具有中轴线，所述加热器本体包括呈筒形的侧壁，所述侧壁上设置有多个第二开槽；所述第二开槽从所述加热器本体的底端向上轴向延伸，沿所述顶端向所述底端延伸的方向，所述第二开槽的宽度逐渐增大。根据本技术的一种实施方式，其中所述加热器本体还包括多个第一开槽；所述第一开槽从所述侧壁的顶端向下轴向延伸，沿轴向方向所述第一开槽的宽度相同；所述石墨加热器还包括底部支撑脚，所述底部支撑脚设置于所述加热器本体下方以支撑所述加热器本体。根据本技术的一种实施方式，其中所述第二开槽的夹角为大于0°且小于或等于15°。根据本技术的一种实施方式，其中所述第二开槽的夹角为大于0°且小于或等于5°。根据本技术的一种实施方式，其中所述第二开槽的夹角为大于或等于1°且小于或等于2°。根据本技术的一种实施方式，其中所述加热器本体还包括内腔延伸部，所述内腔延伸部由所述侧壁的下端部向所述加热器本体的中轴线方向延伸。根据本技术的一种实施方式，其中所述内腔延伸部具有沿所述石墨加热器周向延伸的宽度和沿所述石墨加热器径向延伸的厚度，沿所述石墨加热器的径向方向从外向内，所述宽度逐渐变小和/或所述厚度逐渐变小。根据本技术的一种实施方式，其中所述内腔延伸部向所述中轴线方向延伸的距离小于或等于所述底部支撑脚向所述中轴线方向延伸的距离。根据本技术的一种实施方式，其中所述内腔延伸部的内侧面为圆弧形面，多个所述圆弧形面的圆心相同。由上述技术方案可知，本技术的用于直拉单晶炉的石墨加热器的优点和积极效果在于：本技术提供的用于直拉单晶炉的石墨加热器包括第二开槽，沿所述顶端向所述底端延伸的方向，该第二开槽的宽度逐渐增大，使该石墨加热器的高温区域下移，从而使石英坩埚下部能够充分获得热量，提高了能量的利用率，在满足硅料充分受热的情况下，降低能耗。附图说明通过结合附图考虑以下对本技术的优选实施例的详细说明，本技术的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本技术的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：图1是现有技术的一种用于直拉单晶炉的石墨加热器的剖面图。图2是现有技术的一种用于直拉单晶炉的石墨加热器的俯视图。图3是根据一示例性实施方式示出的一种用于直拉单晶炉的石墨加热器的剖面图。图4是根据一示例性实施方式示出的一种用于直拉单晶炉的石墨加热器的俯视图。图5是根据一示例性实施方式示出的一种用于直拉单晶炉的石墨加热器的局部剖面图。其中，附图标记说明如下：1、加热器本体；2、内腔延伸部；3、底部支撑脚；11、第一开槽；12、第二开槽；a、夹角；11’、均匀开槽。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本技术将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。在没有相反指示的情况下，本技术描述的“顶端”、“底端”“上端部”以及“下端部”是相对石墨加热器在使用过程中的方位而定义的，只是用来更好地说明本技术；本技术描述的“内部”和“外部”是相对石墨加热器的自身而定义的，由石墨加热器围成的空间称为内部，其他空间称为外部。图3是根据一示例性实施方式示出的一种用于直拉单晶炉的石墨加热器的剖面图。图4是根据一示例性实施方式示出的一种用于直拉单晶炉的石墨加热器的俯视图。图5是根据一示例性实施方式示出的一种用于直拉单晶炉的石墨加热器的局部剖面图。参照图3至图5，作为本技术的一个方面，提供了一种用于直拉单晶炉的石墨加热器，其中，石墨加热器包括加热器本体1和底部支撑脚3，底部支撑脚3设置于加热器本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于直拉单晶炉的石墨加热器，其特征在于，所述石墨加热器包括加热器本体，所述加热器本体具有中轴线，所述加热器本体包括呈筒形的侧壁，所述侧壁上设置有多个第二开槽；所述第二开槽从所述加热器本体的底端向上轴向延伸，沿顶端向所述底端延伸的方向，所述第二开槽的宽度逐渐增大。

【技术特征摘要】
1.一种用于直拉单晶炉的石墨加热器，其特征在于，所述石墨加热器包括加热器本体，所述加热器本体具有中轴线，所述加热器本体包括呈筒形的侧壁，所述侧壁上设置有多个第二开槽；所述第二开槽从所述加热器本体的底端向上轴向延伸，沿顶端向所述底端延伸的方向，所述第二开槽的宽度逐渐增大。2.根据权利要求1所述的用于直拉单晶炉的石墨加热器，其特征在于，所述加热器本体还包括多个第一开槽；所述第一开槽从所述侧壁的所述顶端向下轴向延伸，沿轴向方向所述第一开槽的宽度相同；所述石墨加热器还包括底部支撑脚，所述底部支撑脚设置于所述加热器本体下方以支撑所述加热器本体。3.根据权利要求1所述的用于直拉单晶炉的石墨加热器，其特征在于，所述第二开槽的夹角为大于0°且小于或等于15°。4.根据权利要求3所述的用于直拉单晶炉的石墨加热器，其特征在于，所述第二开槽的夹角为大于0°且小于或等于5°。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹凯，曾世铭，陈家俊，徐由兵，李英涛，田栋东，
申请(专利权)人：包头市山晟新能源有限责任公司，
类型：新型
国别省市：内蒙古;15