一种单晶炉用加热器制造技术

本实用新型专利技术提供一种单晶炉用加热器，包括主加热部、副加热部和底加热部，副加热部与主加热部并行设置且位于主加热部下方，副加热部包括对称设置的第一副加热件和第二副加热件；底加热部与副加热部垂直设置且位于副加热部下端，底加热部包括对称设置的第一底加热件和第二底加热件；第一副加热件与第一底加热件并联连接形成一循环回路，第二副加热件与第二底加热件并联连接形成一循环回路；主加热部与副加热部之间设有第一间隙通道，副加热部与底加热部之间设有第二间隙通道。本实用新型专利技术尤其适于大尺寸热场，可保证热场温度均匀，提升石英坩埚和热场使用时间，降低生产成本，同时使单晶头部间隙氧含量降低，提高硅单晶质量，提高晶体成晶率。

【技术实现步骤摘要】
一种单晶炉用加热器
本技术属于直拉硅单晶配件
，尤其是涉及一种单晶炉用加热器。
技术介绍
单晶正常生长离不开加热器，加热器已成为当前直拉单晶炉的重要系统之一，而随着直拉单晶炉热场尺寸的增大导致单晶炉所用加热器也随着增大。加热器的主要作用是为石英坩埚提供热量，使初始的固态原料融化为液态并保证单晶生长所需的温度梯度，维持单晶正常生长，保证单晶成晶率。目前常用的加热器主要有两个，一个是设置在热场侧面上部的主加热部，一个是设置在热场底部的底部加热部，且主加热部与底部加热部之间被空置，也就是说在热场中部和下部没有设置加热器，随着单晶热场炉子温度不断升高，导致热场上部和底部温度较高、中部温度较低，致使热场炉内会产生受热不均现象，尤其在熔料时使石英坩埚受热不均导致局部高温受损，降低石英坩埚使用时间，也严重影响单晶的成晶率；同时这一结构的布置，需使主加热部局部温度过高同时需要功率增大才能辐射到空置热场处，这样会降低主加热部使用时间，同时还会因主加热部加热过程中局部过热导致石英坩埚变形的问题。而且，底部加热部为一体式设计的结构，需要很大一块的石墨片，若某一部分损坏会导致整个底部加热部不能使用，也无法修复，需要重新更换，不仅材料加工的利用率低而且还增加成本。
技术实现思路
本技术要解决的问题是提供一种单晶炉用加热器，尤其是适用于大尺寸热场的使用，不仅可保证热场温度均匀，降低生产成本，而且可降低单晶间隙氧含量，提升单晶品质，同时也提升石英坩埚和热场的使用时间。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：<br>一种单晶炉用加热器，包括主加热部、副加热部和底加热部，所述副加热部与所述主加热部并行设置且位于所述主加热部下方，所述副加热部包括对称设置的第一副加热件和第二副加热件；所述底加热部与所述副加热部垂直设置且位于所述副加热部下端，所述底加热部包括对称设置的第一底加热件和第二底加热件；所述第一副加热件与所述第一底加热件并联连接形成一循环回路，所述第二副加热件与所述第二底加热件并联连接形成一循环回路；所述主加热部与所述副加热部之间设有第一间隙通道，所述副加热部与所述底加热部之间设有第二间隙通道。进一步的，第一副加热件和第二副加热件均包括半环形副加热体和与所述副加热体一体连接的副加热电极柱，所述副加热体包括多个倒V型体首尾相接的上部和多个U型体首尾连接的下部，所述倒V型体与所述U型体为一体连接。进一步的，所述倒V型体与所述U型体错位设置。进一步的，所述主加热部包括环形主加热件和与所述主加热件一体连接的主加热电极柱，所述主加热件包括多个倒U型体首尾相接的上部和多个V型体首尾连接的下部，所述倒U型体与所述V型体为一体连接。进一步的，所述倒U型体与所述V型体错位设置。进一步的，所述V型体与所述U型体中心线重合；所述倒U型体与所述倒V型体中心线重合。进一步的，所述第一副加热件与所述第一底加热件同侧设置；所述第二副加热件与所述第二底加热件同侧设置。进一步的，所述第一底加热件和所述第二底加热件均包括底加热体和与所述底加热体一体连接的底加热电极柱，所述底加热体包括串联连接的长U型体和分设在所述长U型体两侧的连接体，所述连接体的一端与所述长U型体连接，另一端与所述底加热电极柱连接。进一步的，所述第一底加热件和所述第二底加热件内缘共同形成一内切的圆型或椭圆形第三间隙通道。进一步的，所述底加热电极柱的正极与所述副加热电极柱的正极、所述主加热电极柱的正极为同侧设置。本技术具有的优点和积极效果是：1、采用本技术设计的加热器，优化热场主加热部和底加热部的结构并保证热场上部和底部温度稳定的情况下，再加入侧面的副加热部以向热场中部进行加热，这一结构使得单晶热场四周均设有加热器，使得在熔料与晶体生长过程中热场炉内受热均匀，进而可保证单晶生长所需的温度梯度，维持单晶正常生长，保证单晶成晶率，提高单晶品质。同时副加热部与主加热部、底部加热部配合使用，使硅料在加热熔化过程中温度更均匀，有效避免了因主加热部加热过程中局部过热导致石英坩埚损耗过快，进而影响单晶拉制产能和成品效率，同时还可以避免石英坩埚在加热器局部高温位置变形的问题，还可延长石英坩埚的使用时间，进而可增加投料量，降低单晶硅生产成本。2、副加热部和底部加热部分开式的设计结构，每一部分的生产无需大块石墨材料即可完成加工，大大提高了石墨材料的利用率；分体式设计还易于加工，节约加工时间，维护方便更易于更换。同时在使用过程中任一加热件的损坏都不会影响其它加热件的使用，而且加热器作为易耗材料，需经常更换，分体式设计的结构可最大限度地降低了生产成本。3、第一间隙通道、第二间隙通道和第三间隙通道的设置可有效均衡各加热器的能量，避免热量集中的情况发生，使热场整体温度变化平缓，从而降低熔体与石英坩埚的反应达到降低熔体中氧含量的目的。整体加热器本身的温度低、效率高且没有高温点，从而可降低石英坩埚与熔体的反应，减少氧含量的摄入，进而有效降低单晶间隙氧含量，提升单晶品质，提高拉晶的成晶率。附图说明图1是本技术一实施例的一种单晶炉用加热器的立体图；图2是本技术一实施例的一种单晶炉用加热器的正面图；图3是本技术一实施例的主加热部的立体图；图4是本技术一实施例的副加热部中第一副加热件的立体图；图5是本技术一实施例的副加热部中第一副加热件的俯视图；图6是本技术一实施例的底加热部中第一底加热件的立体图；图7是本技术一实施例的副加热部与底加热部配合的立体图；图8是本技术一实施例的副加热部与底加热部的电极脚配合图；图9是本技术一实施例的底部加热部与副加热部、主加热部的电极位置俯视图；图10是本技术另一实施例的底加热部中第一底加热件的立体图；图11是本技术另一实施例的副加热部与底加热部配合的立体图；图12是本技术另一实施例的副加热部与底加热部的电极脚配合图；图13是本技术另一实施例的底部加热部与副加热部、主加热部的电极位置俯视图；图14为本技术加热功率与现有技术加热功率对长晶工艺的变化对比。图中：100、主加热部101、倒U型体102、V型体103、主加热电极柱104、电极脚105、通孔106、凹槽107、凹槽200、第一副加热件201、倒V型体202、U型体203、副加热电极柱204、电极脚205、通孔206、凹槽207、凹槽300、第一底加热件301、长U型体302、直体303、圆弧体304、短U型体305、底加热电极柱306、电极脚307、通孔300′、第一底加热件301′、长U型体302′、底加热电极柱303′、电极脚304′、通孔400、第二副加热件500、第二底加热件600、第一间隙通道700、第二间隙通道800、第三间隙通道800′、第三间隙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单晶炉用加热器，其特征在于，包括主加热部、副加热部和底加热部，所述副加热部与所述主加热部并行设置且位于所述主加热部下方，所述副加热部包括对称设置的第一副加热件和第二副加热件；所述底加热部与所述副加热部垂直设置且位于所述副加热部下端，所述底加热部包括对称设置的第一底加热件和第二底加热件；所述第一副加热件与所述第一底加热件并联连接形成一循环回路，所述第二副加热件与所述第二底加热件并联连接形成一循环回路；所述主加热部与所述副加热部之间设有第一间隙通道，所述副加热部与所述底加热部之间设有第二间隙通道。/n

【技术特征摘要】
1.一种单晶炉用加热器，其特征在于，包括主加热部、副加热部和底加热部，所述副加热部与所述主加热部并行设置且位于所述主加热部下方，所述副加热部包括对称设置的第一副加热件和第二副加热件；所述底加热部与所述副加热部垂直设置且位于所述副加热部下端，所述底加热部包括对称设置的第一底加热件和第二底加热件；所述第一副加热件与所述第一底加热件并联连接形成一循环回路，所述第二副加热件与所述第二底加热件并联连接形成一循环回路；所述主加热部与所述副加热部之间设有第一间隙通道，所述副加热部与所述底加热部之间设有第二间隙通道。


2.根据权利要求1所述的一种单晶炉用加热器，其特征在于，第一副加热件和第二副加热件均包括半环形副加热体和与所述副加热体一体连接的副加热电极柱，所述副加热体包括多个倒V型体首尾相接的上部和多个U型体首尾连接的下部，所述倒V型体与所述U型体为一体连接。


3.根据权利要求2所述的一种单晶炉用加热器，其特征在于，所述倒V型体与所述U型体错位设置。


4.根据权利要求2或3所述的一种单晶炉用加热器，其特征在于，所述主加热部包括环形主加热件和与所述主加热件一体连接的主加热电极柱，所述主加热件包括多个倒U型体首尾相接的上部和多个V型体首尾连接的...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁宇飞，张红霞，王建平，樊国庆，陈培杰，武皓洋，徐强，王林，
申请(专利权)人：内蒙古中环光伏材料有限公司，
类型：新型
国别省市：内蒙;15