一种单晶炉热场用半导体石墨坩埚及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种单晶炉热场用半导体石墨坩埚及其使用方法,包括单晶炉本体，单晶炉本体纵向固接在底板的顶面中部上，外壳的底面轴向设有内壳，内壳的底面中部轴向固接有石墨坩埚，石墨坩埚的底部轴向设有石英坩埚，每根导向杆上均滑动连接有下部保温筒，下部保温筒的外侧壁上设有升降组件，下部保温筒与石墨坩埚之间的内壳的底面上轴向设有若干个石墨加热装置，外壳的顶部设有炉盖，支撑板的顶面中部设有搅拌组件，支撑板的底面一端设有调节组件；本发明专利技术可以对石英坩埚内的多晶硅进行搅拌，从而加速多晶硅的融化，提高生产效率；同时可以快速的降低单晶炉内的温度，避免热场部件因温度高而出现部分氧化的现象，提高石墨件的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种单晶炉热场用半导体石墨坩埚及其使用方法
本专利技术涉及石墨坩埚领域，尤其涉及一种单晶炉热场用半导体石墨坩埚及其使用方法。
技术介绍
热场在机械中一般是指单晶炉中的热系统。单晶炉是一种在惰性气体环境中,用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化,用直拉法生长无错位单晶的设备。但是现有的单晶炉在多晶硅融化时，靠近石英坩埚的多晶硅先融化，最后中间部位的多晶硅被多晶硅液体包裹，很难融化，需要很长时间才能使多晶硅全部融化，等待的时间长，导致生产效率底；现有的单晶炉在停炉时，关闭发热体，热场部件中的余热，仅能靠保温材料的自然热量传递和辐射至炉底板、炉筒、炉盖和副室等，再通过循环水将炉底板、炉筒、炉盖和副室等表面的热量带走，热量散失缓慢，冷却时间长；冷却后，在拆炉时单晶炉里的温度还是很高，导致热场部件因温度高，出现局部氧化，热场老化速度较快，导致石墨件寿命偏低。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种单晶炉热场用半导体石墨坩埚。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种单晶炉热场用半导体石墨坩埚,包括单晶炉本体，所述单晶炉本体纵向固接在底板的顶面中部上，且所述单晶炉本体包括外壳和内壳，所述外壳和内壳均为开口向上的圆桶状，且外壳的直径大于内壳的直径，所述外壳的底面轴向设有内壳，且所述外壳和内壳之间形成腔体，所述内壳的底面中部轴向固接有石墨坩埚，且所述石墨坩埚开口向上，所述石墨坩埚的底部轴向设有石英坩埚，所述石英坩埚开口向上，且石英坩埚与石墨坩埚接触，所述内壳的底部同轴处纵向固接有若干根导向杆，每根所述导向杆上均滑动连接有下部保温筒，且所述下部保温筒为两端连通的圆筒状，所述下部保温筒的外侧壁上设有升降组件，所述下部保温筒的内侧壁的顶部上接触滑动有上部保温桶的底部，且所述上部保温桶的顶部固接在内壳的顶部，所述下部保温筒与石墨坩埚之间的内壳的底面上轴向设有若干个石墨加热装置，所述外壳的顶部设有炉盖，在所述外壳的外壁顶部固接有进水管，且进水管与腔体连通，在所述底板的底面固接有出水管，所述出水管贯穿底板，且出水管与腔体连通；所述底板的顶面两端边缘处均纵向固接有第一支撑杆，每根所述第一支撑杆的顶面均纵向开设有方形槽，每个所述方形槽内均滑动连接有第二支撑杆，每根所述第二支撑杆的顶面均固接在支撑板的顶面，所述支撑板的顶面中部设有搅拌组件，所述支撑板的底面一端设有调节组件。优选地，所述升降组件包括第二条形板、螺纹套筒、矩形板、第三电机、第一连接板、丝杆、活动柱、第二连接板，所述底板的底面纵向固接有第二条形板的一端，所述第二条形板的一侧面中部开设有第二T型槽，所述第二T型槽内滑动连接有第二T型滑块，所述第二T型滑块的顶面固接在螺纹套筒的一侧面，所述螺纹套筒的另一侧面固接有第一连接板，所述第一连接板的顶面中部固接有活动柱的一端，所述活动柱分别贯穿底板、外壳和内壳，且活动柱分别与底板、外壳和内壳滑动连接，所述活动柱的顶面固接有第二连接板，所述第二连接板的一侧面固接在下部保温筒的侧壁，在所述螺纹套筒中的螺纹孔内螺纹连接有丝杆，所述丝杆的一端螺纹连接在固定块上，且固定块固接在底板的底面上，丝杆的另一端螺纹连接在矩形板的顶面，且丝杆贯穿矩形板，所述丝杆的底部固接在第三电机的输出轴端部上。优选地，调节组件包括齿轮、第一T型滑块、第二电机、第一条形板、齿条板，所述支撑板的一端底面对称纵向固接有第一条形板的顶部，所述第一条形板的底部固接在底板的顶面上，每块所述第一条形板的一侧面中部均开设有第一T型槽，每个所述第一T型槽内均滑动连接有第一T型滑块，每块所述第一T型滑块的顶面均固接在齿条板的两侧面中部，在所述底板的顶面一侧纵向固接有第一支撑柱，所述第一支撑柱的顶面固接有安装板，所述安装板的顶面中部安装有第二电机，所述第二电机的输出轴端部固接有齿轮，所述齿轮与齿条板啮合。优选地，所述搅拌组件包括第一电机、长轴、搅拌叶片，所述支撑板的顶面纵向安装有第一电机，且所述第一电机的输出轴贯穿支撑板，所述第一电机的输出轴端部固接有长轴的一端，所述长轴的另一端外壁上固接有若杆个搅拌叶片，且每个搅拌叶片均为矩形状，每个所述搅拌叶片的一侧面均横向开设有若干个第一圆柱孔，且第一圆柱孔贯穿搅拌叶片，所述搅拌叶片与石英坩埚配合。优选地，所述炉盖包括第一弹簧、矩形活动板、半圆形活动板、第二弹簧，所述炉盖包括的顶面中部纵向开设有第二圆柱孔，且第二圆柱孔贯穿炉盖，所述所述第二圆柱孔的的两侧横向对称开设有第一矩形槽，每个所述第一矩形槽内均滑动连接有矩形活动板，每块所述矩形活动板的一侧面中部均固接有第一弹簧的一端，每根所述第一弹簧的另一端均固接在第一矩形槽的一侧面中部，每块所述矩形活动板的一侧面均横向开设有第二矩形槽，每个所述第二矩形槽内均滑动连接有半圆形活动板，每块所述半圆形活动板的一侧面均固接有第二弹簧的一端、每根所述第二弹簧的另一端均固接在第二矩形槽的一侧面中部，且第二弹簧在自然状态下，第二圆柱孔封闭。优选地，在所述底板的底面四角处均纵向设有四个支撑腿，每根所述支撑腿的底面均固接有防滑垫。本专利技术还提出了一种单晶炉热场用半导体石墨坩埚的使用方法，包括以下步骤：步骤一，首先将第一电机、第二电机、第三电机、石墨加热装置分别通过导线与外部电源电性连接，然后再将多晶硅放进石英坩埚，通过热场将多晶硅融化；步骤二，启动第二电机，通过第二电机的输出轴转动带动齿轮转动，齿轮带动齿条板上下移动，齿条板带动支撑板上下移动，支撑板带动搅拌组件上下移动；步骤三，启动第一电机，第一电机的输出轴带动长轴转动，长轴带动搅拌叶片；步骤四，启动第三电机，第三电机的输出轴带动丝杆转动，丝杆带动螺纹套筒上下升降，螺纹套筒使第一连接板上下升降，第一连接板带动活动柱上下升降，活动柱带动第二连接板上下升降，第二连接板带动下部保温筒上下升降；步骤五，使用完之后，将所有的电器元件全部断电。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术通过调节组件便于调节搅拌叶片在石英坩埚内上下移动；同时搅拌组件中第一电机的使用，便于搅拌叶片在石英坩埚内搅拌，加速多晶硅的融化速度，减少等待的时间，提高生产效率；2、本专利技术通过升降装置、导向杆、下部保温筒和上部保温筒的配合使用，便于快速的对单晶炉内进行降温，减少等待的时间，避免热场部件因温度高而出现部分氧化的现象，提高石墨件的使用寿命；3、本专利技术通过外壳、内科、进水管和出水管的配合使用，便于带动单晶炉内的热量，从而快速的降低单晶炉内的温度。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术单晶炉本体的剖视图；图3为本专利技术的调节组件的结构示意图；图4为本专利技术的升降组件的结构示意图；图5本专利技术的炉盖的侧视角剖视图；图6为本专利技术的搅拌叶片和长轴的连接的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单晶炉热场用半导体石墨坩埚,包括单晶炉本体，其特征在于：所述单晶炉本体纵向固接在底板（7）的顶面中部上，且所述单晶炉本体包括外壳（1）和内壳（10），所述外壳（1）和内壳（10）均为开口向上的圆桶状，且外壳（1）的直径大于内壳（10）的直径，所述外壳（1）的底面轴向设有内壳（10），且所述外壳（1）和内壳（10）之间形成腔体，所述内壳（10）的底面中部轴向固接有石墨坩埚（15），且所述石墨坩埚（15）开口向上，所述石墨坩埚（15）的底部轴向设有石英坩埚（14），所述石英坩埚（14）开口向上，且石英坩埚（14）与石墨坩埚（15）接触，所述内壳（10）的底部同轴处纵向固接有若干根导向杆（12），每根所述导向杆（12）上均滑动连接有下部保温筒（11），且所述下部保温筒（11）为两端连通的圆筒状，所述下部保温筒（11）的外侧壁上设有升降组件，所述下部保温筒（11）的内侧壁的顶部上接触滑动有上部保温桶（13）的底部，且所述上部保温桶（13）的顶部固接在内壳（10）的顶部，所述下部保温筒（11）与石墨坩埚（15）之间的内壳（10）的底面上轴向设有若干个石墨加热装置，所述外壳（1）的顶部设有炉盖（2），在所述外壳（1）的外壁顶部固接有进水管，且进水管与腔体连通，在所述底板（7）的底面固接有出水管，所述出水管贯穿底板（7），且出水管与腔体连通；/n所述底板（7）的顶面两端边缘处均纵向固接有第一支撑杆（3），每根所述第一支撑杆（3）的顶面均纵向开设有方形槽，每个所述方形槽内均滑动连接有第二支撑杆（4），每根所述第二支撑杆（4）的顶面均固接在支撑板（5）的顶面，所述支撑板（5）的顶面中部设有搅拌组件，所述支撑板（5）的底面一端设有调节组件。/n...

【技术特征摘要】
1.一种单晶炉热场用半导体石墨坩埚,包括单晶炉本体，其特征在于：所述单晶炉本体纵向固接在底板（7）的顶面中部上，且所述单晶炉本体包括外壳（1）和内壳（10），所述外壳（1）和内壳（10）均为开口向上的圆桶状，且外壳（1）的直径大于内壳（10）的直径，所述外壳（1）的底面轴向设有内壳（10），且所述外壳（1）和内壳（10）之间形成腔体，所述内壳（10）的底面中部轴向固接有石墨坩埚（15），且所述石墨坩埚（15）开口向上，所述石墨坩埚（15）的底部轴向设有石英坩埚（14），所述石英坩埚（14）开口向上，且石英坩埚（14）与石墨坩埚（15）接触，所述内壳（10）的底部同轴处纵向固接有若干根导向杆（12），每根所述导向杆（12）上均滑动连接有下部保温筒（11），且所述下部保温筒（11）为两端连通的圆筒状，所述下部保温筒（11）的外侧壁上设有升降组件，所述下部保温筒（11）的内侧壁的顶部上接触滑动有上部保温桶（13）的底部，且所述上部保温桶（13）的顶部固接在内壳（10）的顶部，所述下部保温筒（11）与石墨坩埚（15）之间的内壳（10）的底面上轴向设有若干个石墨加热装置，所述外壳（1）的顶部设有炉盖（2），在所述外壳（1）的外壁顶部固接有进水管，且进水管与腔体连通，在所述底板（7）的底面固接有出水管，所述出水管贯穿底板（7），且出水管与腔体连通；
所述底板（7）的顶面两端边缘处均纵向固接有第一支撑杆（3），每根所述第一支撑杆（3）的顶面均纵向开设有方形槽，每个所述方形槽内均滑动连接有第二支撑杆（4），每根所述第二支撑杆（4）的顶面均固接在支撑板（5）的顶面，所述支撑板（5）的顶面中部设有搅拌组件，所述支撑板（5）的底面一端设有调节组件。


2.根据权利要求1所述的一种单晶炉热场用半导体石墨坩埚，其特征在于：所述升降组件包括第二条形板（21）、螺纹套筒（22）、矩形板（23）、第三电机（24）、第一连接板（25）、丝杆（26）、活动柱（27）、第二连接板（28），所述底板（7）的底面纵向固接有第二条形板（21）的一端，所述第二条形板（21）的一侧面中部开设有第二T型槽，所述第二T型槽内滑动连接有第二T型滑块，所述第二T型滑块的顶面固接在螺纹套筒（22）的一侧面，所述螺纹套筒（22）的另一侧面固接有第一连接板（25），所述第一连接板（25）的顶面中部固接有活动柱（27）的一端，所述活动柱（27）分别贯穿底板（7）、外壳（1）和内壳（10），且活动柱（27）分别与底板（7）、外壳（1）和内壳（10）滑动连接，所述活动柱（27）的顶面固接有第二连接板（28），所述第二连接板（28）的一侧面固接在下部保温筒（11）的侧壁，在所述螺纹套筒（22）中的螺纹孔内螺纹连接有丝杆（26），所述丝杆（26）的一端螺纹连接在固定块上，且固定块固接在底板（7）的底面上，丝杆（26）的另一端螺纹连接在矩形板（23）的顶面，且丝杆（26）贯穿矩形板（23），所述丝杆（26）的底部固接在第三电机（24）的输出轴端部上。


3.根据权利要求1所述的一种单晶炉热场用半导体石墨坩埚，其特征在于：调节组件包括齿轮（16）、第一T型滑块（17）、第二电机（18）、第一条形板（19）、齿条板（20），所述支撑板（5）的一端底面对称纵向固接有第一条形板（19）的顶部，所述第一条形板（19）的底部固接在底板（7）的顶面上，每块所述第一条形板（19）...

【专利技术属性】
技术研发人员：武晨洁，张培林，武建军，柴利春，张作文，王志辉，
申请(专利权)人：大同新成新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14