应用节能型热场的单晶炉制造技术

一种应用节能型热场的单晶炉，包括二层平台、设置在二层平台上方的炉体、设置在二层平台下方的驱动部件、坩埚位置标识装置，炉体包括外炉筒和设置在内部的热场，热场包括坩埚、安装座、加热器、热屏组件、保温层，所述热场还包括中排气组件，在下炉筒的侧壁上对称设置第一排气套和第二排气套，中排气组件包括第一排气管、第二排气管、排气环，第一排气管、第二排气管对称设置在加热器的两侧，第一排气管的上端与排气环连接，第二排气管的上端与排气环连接，排气环包括内侧环壁、外侧环壁、环底，本发明专利技术通过中排气组件的设置，将与热场气氛直接连接的进气口设置在热场中上部，如此，不仅解决了因排气带走热量的问题，也不存在挥发物堵塞排气管的问题。

【技术实现步骤摘要】
应用节能型热场的单晶炉
本专利技术涉及硅单晶棒拉晶设备
，尤其涉及一种应用节能型热场的单晶炉。
技术介绍
应用节能型热场的单晶炉是多晶硅转化为单晶硅工艺过程中的必备设备，而单晶硅又是光伏发电和半导体行业中的基础原料。单晶硅作为现代信息社会的关键支撑材料，是目前世界上最重要的单晶材料之一，它不仅是发展计算机与集成电路的主要功能材料，也是光伏发电利用太阳能的主要功能材料。拉晶过程中，需要对炉体内的气体排出，现有技术中，排气口通常设置在下炉筒侧壁上，导致排气口靠近热场的底部，因热场底部石墨件和石墨碳毡挥发物和氧化物多，容易造成排气套管堵塞，从而造成拉晶环境污染，不能很好的拉制出晶棒，严重的会影响到拉晶过程中断，造成硅料损坏，拉晶成本上升。再者，因其在下部容易带走更多的热量，造成热量损失，而引起加热功率高。
技术实现思路
有必要提出一种从热场中上部排气的应用节能型热场的单晶炉。一种应用节能型热场的单晶炉，包括二层平台、设置在二层平台上方的炉体、设置在二层平台下方的驱动部件、坩埚位置标识装置，炉体包括外炉筒和设置在内部的热场，外炉筒包括从上向下依次安装连接的炉盖、中炉筒和下炉筒，下炉筒安装在二层平台上，热场包括坩埚、安装座、加热器、热屏组件、保温层，安装座设置下炉筒内，以安装坩埚，坩埚设置在中炉筒内，加热器包围设置在坩埚的周围，以对坩埚内的物料进行加热化料，热屏组件设置在坩埚的上方，在热屏组件中间设置晶棒通道，保温层包括从上向下依次设置的上保温层、中保温层、下保温层，上保温层设置在热屏组件与中炉筒之间，中保温层设置在加热器与中炉筒之间，下保温层设置在安装座与下炉筒之间，驱动部件的上端穿过下炉筒的底部，以与安装座连接，进而驱动坩埚旋转和升降，所述热场还包括中排气组件，在下炉筒的侧壁上对称设置第一排气套和第二排气套，第一排气套的一端及第二排气套的一端外漏在下炉筒外部，用于与外部抽气机构连接，第一排气套的另一端及的另一端穿过下炉筒及保温层，以与中排气组件连通，中排气组件包括第一排气管、第二排气管、排气环，第一排气管、第二排气管对称设置在加热器的两侧，第一排气管、第二排气管靠近保温层设置，第一排气管、第二排气管均为竖直设置的空心直管，第一排气管的下端与第一排气套连通，第一排气管的上端与排气环连接，第二排气管的下端与第二排气套连通，第二排气管的上端与排气环连接，排气环为一圆环，排气环设置在坩埚及加热器的上方的热场内，排气环包括内侧环壁、外侧环壁、环底，内侧环壁、外侧环壁为同心圆，环底连接在内侧环壁、外侧环壁之间，以形成U型环槽，还在内侧环壁、外侧环壁上分别开设进气口和出气口，出气口与第一排气管、第二排气管的上端连通，进气口与内侧环壁内侧的热场连通，以从坩埚口部上方的热场内排出气体，所述坩埚位置标识装置设置在二层平台的下方，坩埚位置标识装置包括下限位机构和上限位机构，设置在二层平台下方的驱动部件包括升降电机、减速器、丝杠、导套，升降电机通过减速器与丝杠连接，以驱动丝杠转动，丝杠与导套螺纹传动连接，导套的上端与安装座连接，以驱动坩埚升降，下限位机构固定设置在驱动部件下方的二层平台的机架上，以对导套的下降的最低位置进行限位，上限位机构设置在驱动部件上方的二层平台的机架上，以对导套的下降的最高位置进行限位。优选的，所述内侧环壁上的进气口为对称设置的至少四个，所述外侧环壁上的出气口为对称设置的两个，以对热场内的气体均匀抽吸，所述出气口和进气口错位设置。优选的，所述热场还包括中间反射层，所述中间反射层设置在加热器与保温层之间，中间反射层靠近加热器的表面为光滑表面，以对加热器散发的热量进行反射，中间反射层的顶部高于加热器的顶部，中间反射层的底部低于加热器的底部，以充分阻隔加热器的热量向保温层传递散失。优选的，中间反射层为中钼筒，中钼筒为钼材料制备而成。优选的，排气环的外侧环壁向下延伸形成下凸缘环，下凸缘环与环底之间形成环槽，所述中间反射层为包围在加热器周围的空心圆筒，中间反射层的顶部嵌入至下凸缘环与环底之间的环槽内。优选的，所述热屏组件包括内导流筒、外导流筒、保温填充层、支撑环、压环，内导流筒为上口大、下口小的锥形筒，外导流筒为圆柱形筒，外导流筒的顶部向外翻折形成外檐，外导流筒的底部向内翻折形成内缘，内导流筒的底部卡合在外导流筒的内缘上，保温填充层填充在内导流筒和外导流筒之间，在外导流筒的外檐上方也填充保温填充层，外檐上方的保温填充层与中炉筒内的上保温层连接，压环为环形板，压环压在外檐上方的保温填充层上，压环的内沿与内导流筒的上口接触，压环的外沿与外导流筒的外檐的边缘对齐，支撑环为环形板，支撑环设置在外导流筒的外檐的下方，支撑环的边缘与中炉筒的内部固定连接，以安放热屏组件，内导流筒、外导流筒、支撑环、压环同轴设置。优选的，所述内导流筒为金属钼制成，外导流筒为石墨材质制成，保温填充层为石墨碳毡。优选的，还在外导流筒与中保温层之间设置隔离内筒，隔离内筒的上端与支撑环接触，隔离内筒的下端与排气组件的排气环的内侧环壁接触，以将中保温层与热场隔离，避免石墨材料制成的中保温层的挥发物进入热场内与晶棒直接接触。优选的，所述上限位机构包括连接板、标尺、第一导向件、第二导向件、指针、配重，连接板沿着水平方向与导套固定连接，以与导套同步升降，标尺为一柔性细长标尺，标尺的一端与连接板固定连接，标尺的另一端与配重连接，第一导向件、第二导向件与二层平台的机架固定连接，指针设置在第一导向件和第二导向件之间，且指针与二层平台的机架固定连接，标尺的中间部分搭接在第一导向件和第二导向件上，标尺上设置刻度标识，以与指针配合显示导套及坩埚上升的位置。优选的，还在二层平台的台面上开设观察窗口，观察窗口为长方形孔，观察窗口的开口长度大于开口宽度，指针的一端与机架固定连接，指针的另一端为尖锐端部，指针的尖锐端部靠近标尺的标识设置，以准确显示标识的位置。本专利技术中，通过中排气组件的设置，充分利用现有排气套的位置，通过第一排气管、第二排气管及排气环的设置，将与热场气氛直接连接的进气口设置在热场中上部，如此，不仅解决了因排气带走热量的问题，也不存在挥发物堵塞排气管的问题。附图说明图1为应用节能型热场的单晶炉的结构示意图。图2为所述炉体的结构示意图。图3为图2中的局部放大图。图4为排气环的结构示意图。图5为二层平台的结构示意图。图6为二层平台的另一个角度的结构示意图。图7为图6中的局部放大图。图中：二层平台10、观察窗口101、炉盖11、中炉筒12、下炉筒13、第一排气套131、第二排气套132、坩埚21、安装座22、加热器23、热屏组件24、内导流筒241、外导流筒242、外檐2421、内缘2422、保温填充层243、支撑环244、压环245、隔离内筒246、上保温层251、中保温层252、下保温层253、第一排气管261、第二排气管262、排气环263、内侧环壁264、进气口2641、外侧环壁265、出气口2651、环底266、下凸缘环267、中间反射层271、连接板31、标尺32、第一导向件33、安装板331、树脂环332、压紧螺钉333、第二导向件34、指针35、配重36。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用节能型热场的单晶炉，其特征在于：包括二层平台、设置在二层平台上方的炉体、设置在二层平台下方的驱动部件、坩埚位置标识装置，炉体包括外炉筒和设置在内部的热场，外炉筒包括从上向下依次安装连接的炉盖、中炉筒和下炉筒，下炉筒安装在二层平台上，热场包括坩埚、安装座、加热器、热屏组件、保温层，安装座设置下炉筒内，以安装坩埚，坩埚设置在中炉筒内，加热器包围设置在坩埚的周围，以对坩埚内的物料进行加热化料，热屏组件设置在坩埚的上方，在热屏组件中间设置晶棒通道，保温层包括从上向下依次设置的上保温层、中保温层、下保温层，上保温层设置在热屏组件与中炉筒之间，中保温层设置在加热器与中炉筒之间，下保温层设置在安装座与下炉筒之间，驱动部件的上端穿过下炉筒的底部，以与安装座连接，进而驱动坩埚旋转和升降，所述热场还包括中排气组件，在下炉筒的侧壁上对称设置第一排气套和第二排气套，第一排气套的一端及第二排气套的一端外漏在下炉筒外部，用于与外部抽气机构连接，第一排气套的另一端及的另一端穿过下炉筒及保温层，以与中排气组件连通，中排气组件包括第一排气管、第二排气管、排气环，第一排气管、第二排气管对称设置在加热器的两侧，第一排气管、第二排气管靠近保温层设置，第一排气管、第二排气管均为竖直设置的空心直管，第一排气管的下端与第一排气套连通，第一排气管的上端与排气环连接，第二排气管的下端与第二排气套连通，第二排气管的上端与排气环连接，排气环为一圆环，排气环设置在坩埚及加热器的上方的热场内，排气环包括内侧环壁、外侧环壁、环底，内侧环壁、外侧环壁为同心圆，环底连接在内侧环壁、外侧环壁之间，以形成U型环槽，还在内侧环壁、外侧环壁上分别开设进气口和出气口，出气口与第一排气管、第二排气管的上端连通，进气口与内侧环壁内侧的热场连通，以从坩埚口部上方的热场内排出气体，所述坩埚位置标识装置设置在二层平台的下方，坩埚位置标识装置包括下限位机构和上限位机构，设置在二层平台下方的驱动部件包括升降电机、减速器、丝杠、导套，升降电机通过减速器与丝杠连接，以驱动丝杠转动，丝杠与导套螺纹传动连接，导套的上端与安装座连接，以驱动坩埚升降，下限位机构固定设置在驱动部件下方的二层平台的机架上，以对导套的下降的最低位置进行限位，上限位机构设置在驱动部件上方的二层平台的机架上，以对导套的下降的最高位置进行限位。...

【技术特征摘要】
1.一种应用节能型热场的单晶炉，其特征在于：包括二层平台、设置在二层平台上方的炉体、设置在二层平台下方的驱动部件、坩埚位置标识装置，炉体包括外炉筒和设置在内部的热场，外炉筒包括从上向下依次安装连接的炉盖、中炉筒和下炉筒，下炉筒安装在二层平台上，热场包括坩埚、安装座、加热器、热屏组件、保温层，安装座设置下炉筒内，以安装坩埚，坩埚设置在中炉筒内，加热器包围设置在坩埚的周围，以对坩埚内的物料进行加热化料，热屏组件设置在坩埚的上方，在热屏组件中间设置晶棒通道，保温层包括从上向下依次设置的上保温层、中保温层、下保温层，上保温层设置在热屏组件与中炉筒之间，中保温层设置在加热器与中炉筒之间，下保温层设置在安装座与下炉筒之间，驱动部件的上端穿过下炉筒的底部，以与安装座连接，进而驱动坩埚旋转和升降，所述热场还包括中排气组件，在下炉筒的侧壁上对称设置第一排气套和第二排气套，第一排气套的一端及第二排气套的一端外漏在下炉筒外部，用于与外部抽气机构连接，第一排气套的另一端及的另一端穿过下炉筒及保温层，以与中排气组件连通，中排气组件包括第一排气管、第二排气管、排气环，第一排气管、第二排气管对称设置在加热器的两侧，第一排气管、第二排气管靠近保温层设置，第一排气管、第二排气管均为竖直设置的空心直管，第一排气管的下端与第一排气套连通，第一排气管的上端与排气环连接，第二排气管的下端与第二排气套连通，第二排气管的上端与排气环连接，排气环为一圆环，排气环设置在坩埚及加热器的上方的热场内，排气环包括内侧环壁、外侧环壁、环底，内侧环壁、外侧环壁为同心圆，环底连接在内侧环壁、外侧环壁之间，以形成U型环槽，还在内侧环壁、外侧环壁上分别开设进气口和出气口，出气口与第一排气管、第二排气管的上端连通，进气口与内侧环壁内侧的热场连通，以从坩埚口部上方的热场内排出气体，所述坩埚位置标识装置设置在二层平台的下方，坩埚位置标识装置包括下限位机构和上限位机构，设置在二层平台下方的驱动部件包括升降电机、减速器、丝杠、导套，升降电机通过减速器与丝杠连接，以驱动丝杠转动，丝杠与导套螺纹传动连接，导套的上端与安装座连接，以驱动坩埚升降，下限位机构固定设置在驱动部件下方的二层平台的机架上，以对导套的下降的最低位置进行限位，上限位机构设置在驱动部件上方的二层平台的机架上，以对导套的下降的最高位置进行限位。2.如权利要求1所述的应用节能型热场的单晶炉，其特征在于：所述内侧环壁上的进气口为对称设置的至少四个，所述外侧环壁上的出气口为对称设置的两个，以对热场内的气体均匀抽吸，所述出气口和进气口错位设置。3.如权利要求1所述的应用节能型热场的单晶炉，其特征在于：所述热场还包括中间反射层，所述中间反射层设置在加热器与保温...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴学军，
申请(专利权)人：宁夏旭樱新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：宁夏,64