一种单晶炉水冷装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种单晶炉水冷装置。本发明专利技术属于单晶体制造技术领域，包括主炉筒；所述主炉筒顶部经法兰固接有炉盖；所述炉盖顶部经法兰固接有连接筒；所述主炉筒内卡接有连接保温筒；所述保温筒内顶部卡接有水冷单元；通过设置水冷单元，采用可径向滑动的多个水冷板配合延伸板，可根据不同直径的单晶体进行位置调节，保持热传导距离不变或降低，同时延伸板的存在可提高热传导面积，均用于确保对单晶体冷却时，冷却效率不降或是提高，避免单晶体制造过程中，处于引晶和放肩步骤之间所形成的小直径连接单晶体未冷却完全，在后续大直径单晶体生成时，对小直径连接单晶体产生较大的拉力而形变或是断裂，造成单晶体制造失败。造成单晶体制造失败。造成单晶体制造失败。

【技术实现步骤摘要】
一种单晶炉水冷装置


[0001]本专利技术涉及单晶体制造
，尤其是指一种单晶炉水冷装置。

技术介绍

[0002]单晶炉是一种用于生长单晶的设备，其内部处于惰性气体环境中，利用石墨加热器可将多晶硅等多晶材料熔化，并采用直拉法生长单晶。
[0003]直拉法生长单晶具体包括将块状多晶硅放入石英坩埚中，通过石墨加热器使其熔化，再将一根直径只有5mm的棒状晶种，俗称籽晶浸入熔融态的硅汤中，在合适温度下，硅汤中的硅原子会顺着籽晶表面的硅原子排列结构在固液交界面上形成规则的结晶，称之为单晶体，再利用提升设备，将籽晶微微的旋转提升，可使硅汤中的硅原子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。
[0004]传统的直拉法制备单晶硅包括种晶、引晶、放肩、等径、收尾工艺步骤；其中种晶即浸入籽晶，引晶是采用提升设备提升，其中引晶步骤时，需要注意快速提升籽晶，缩小结晶直径，用于抑制位错从籽晶向晶体延伸，后续在放肩步骤时，再放慢籽晶提升速度，使籽晶端部的单晶体直径增大，在现有技术中，单晶体形成并提升的过程中，可增加水冷套对形成的单晶体进行降温冷却，避免位错及形变产生，其一用于适应不同大小直径的单晶体形成，由于热传导量与热传递效率、距离和热传导面积有关，因此在适应不同带下直径的单晶体时，采用现有的固定直径的水冷套，所提供的热传导量并不一致，换句话说，即同一直径的水冷套，在制造不同直径单晶体时，其热传导的速度不一致；其二，由于单晶体在制造时，需要引晶和放肩，若不能快速实现降温，则籽晶与单晶体之间所形成的小直径连接单晶体容易形变断裂，导致单晶体制造失败，而采用固定直径的水冷套一般适用于放肩后的单晶体直径，对于小直径连接单晶体并不能提供快速的水冷效果，因此存在一定的隐患。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种单晶炉水冷装置，包括主炉筒；所述主炉筒顶部经法兰固接有炉盖；所述炉盖顶部经法兰固接有连接筒；所述主炉筒内卡接有连接保温筒；所述保温筒内顶部卡接有水冷单元；所述保温筒内底部卡接有加热器；所述加热器内活动连接有三瓣埚；所述三瓣埚内嵌入连接有石英坩埚；所述三瓣埚底部固接有托杆；所述托杆用于托举三瓣埚、石英坩埚；所述水冷单元用于冷却籽晶和单晶锭；所述籽晶和单晶锭依次贯穿水冷单元、炉盖与连接筒。
[0007]在本专利技术的一个实施例中，所述水冷单元包括固定托、水冷管路以及水冷套；所述水冷管路贴附于水冷套朝外一侧表面；所述水冷套活动连接在固定托内；所述水冷套包括若干个呈环形阵列的水冷板，且相邻水冷板之间滑动配合有延伸板；所述水冷管路贴附于水冷板朝外的一侧表面。
[0008]在本专利技术的一个实施例中，所述水冷管路包括冷却管路、循环管与总管；所述冷却
管路贴附于相邻的两个水冷板的外表面上；所述循环管连通相邻两个冷却管路；其中一个所述循环管的中部连通总管，且总管贯穿固定托、保温筒以及主炉筒；所述固定托的底部还卡接有导流筒。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，所述冷却管路设置多个，且多个冷却管路呈环形阵列布置；所述冷却管路包括第一支管与第二支管；所述第一支管、第二支管分别贴附在相邻的两个水冷板的外表面；所述第一支管、第二支管之间经连接软管连通，且第一支管、第二支管与循环管之间也经连接软管连通。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，所述固定托设置多个，且多个固定托呈环形阵列布置；所述循环管中部贯穿固定托及保温筒，且循环管布置在固定托外部；所述保温筒顶部对应于循环管开设有凹槽，且循环管环绕在凹槽内。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，所述水冷板的底部两侧固接有调节轴；所述固定托的底部对应开设有滑轨，且调节轴贯穿滑轨。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述水冷板的顶面中心固接有滑杆，且水冷套的顶部转动连接有齿盘；所述齿盘的中心开设有通孔，且所述齿盘的边缘开设有弧形槽；所述滑杆与弧形槽滑动配合。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，所述固定托的顶部转动连接有中心轴，且中心轴顶部固接有齿轮；所述齿轮下表面固接有托板；所述齿盘边缘齿牙与齿轮啮合，且齿盘底面与托板滑动配合。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，所述调节轴上套接弹簧，且弹簧上下端分别抵接滑轨与水冷板底面；所述齿盘底面固接有调节块，且调节块与水冷板顶面滑动配合。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述连接筒的一侧连通有惰气管；所述炉盖一侧连通有观察管；所述主炉筒的一侧对应于总管连通有连接管，且总管贯穿连接管。
[0016]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：1、本专利技术通过设置水冷单元，采用可径向滑动的多个水冷板配合延伸板，可根据不同直径的单晶体进行位置调节，保持热传导距离不变或降低，同时延伸板的存在可提高热传导面积，均用于确保对单晶体冷却时，冷却效率不降或是提高，避免单晶体制造过程中，处于引晶和放肩步骤之间所形成的小直径连接单晶体未冷却完全，在后续大直径单晶体生成时，对小直径连接单晶体产生较大的拉力而形变或是断裂，造成单晶体制造失败。
[0017]2、本专利技术通过设置齿盘，可在驱动电机作用下，控制齿盘转动，齿盘转动可挤压多个水冷板同步径向移动，完成水冷套尺寸的调节，而齿盘转动时，还可驱动调节块挤压水冷板，使其竖向位移，实现对单晶体生成时的及时冷却，避免产生位错。
附图说明
[0018]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明。
[0019]图1是本专利技术的立体图；图2是本专利技术的爆炸视角立体图；图3是本专利技术中水冷单元与加热器、石英坩埚的相对位置示意图；图4是本专利技术中水冷单元的立体图；
图5是本专利技术中水冷单元的另一视角立体图；图6是本专利技术中水冷管路的立体图；图7是本专利技术中固定托、水冷套与齿盘的爆炸视角立体图；图8是本专利技术中冷却套与齿盘的配合立体图；说明书附图标记说明：1、主炉筒；11、炉盖；12、连接筒；13、观察管；14、惰气管；15、保温筒；151、凹槽；16、加热器；17、连接管；2、水冷单元；21、水冷管路；211、第一支管；212、第二支管；213、循环管；214、总管；215、连接软管；22、固定托；221、齿轮；222、托板；223、滑轨；23、齿盘；231、调节块；232、弧形槽；24、水冷套；241、调节轴；242、弹簧；243、延伸板；244、滑杆；25、导流筒；31、托杆；32、三瓣埚；33、石英坩埚。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。
[0021]参照图1至图2所示，本专利技术提供了一种单晶炉水冷装置，包括主炉筒1；所述主炉筒1顶部经法兰固接有炉盖11；所述炉盖11顶部经法兰固接有连接筒12；所述主炉筒1内卡接有连接保温筒15；所述保温筒15内顶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单晶炉水冷装置，其特征在于：包括主炉筒（1）；所述主炉筒（1）顶部经法兰固接有炉盖（11）；所述炉盖（11）顶部经法兰固接有连接筒（12）；所述主炉筒（1）内卡接有连接保温筒（15）；所述保温筒（15）内顶部卡接有水冷单元（2）；所述保温筒（15）内底部卡接有加热器（16）；所述加热器（16）内活动连接有三瓣埚（32）；所述三瓣埚（32）内嵌入连接有石英坩埚（33）；所述三瓣埚（32）底部固接有托杆（31）；所述托杆（31）用于托举三瓣埚（32）、石英坩埚（33）；所述水冷单元（2）用于冷却籽晶和单晶锭；所述籽晶和单晶锭依次贯穿水冷单元（2）、炉盖（11）与连接筒（12）。2.根据权利要求1所述的一种单晶炉水冷装置，其特征在于：所述水冷单元（2）包括固定托（22）、水冷管路（21）以及水冷套（24）；所述水冷管路（21）贴附于水冷套（24）朝外一侧表面；所述水冷套（24）活动连接在固定托（22）内；所述水冷套（24）包括若干个呈环形阵列的水冷板，且相邻水冷板之间滑动配合有延伸板（243）；所述水冷管路（21）贴附于水冷板朝外的一侧表面。3.根据权利要求2所述的一种单晶炉水冷装置，其特征在于：所述水冷管路（21）包括冷却管路、循环管（213）与总管（214）；所述冷却管路贴附于相邻的两个水冷板的外表面上；所述循环管（213）连通相邻两个冷却管路；其中一个所述循环管（213）的中部连通总管（214），且总管（214）贯穿固定托（22）、保温筒（15）以及主炉筒（1）；所述固定托（22）的底部还卡接有导流筒（25）。4.根据权利要求3所述的一种单晶炉水冷装置，其特征在于：所述冷却管路设置多个，且多个冷却管路呈环形阵列布置；所述冷却管路包括第一支管（211）与第二支管（212）；所述第一支管（211）、第二支管（212）分别贴附在相邻的两个水冷板的外表面；所述第一支管（211）、第二支管（212）之间经连接软管（215）连通，且第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志军，陈伟，李林东，吴超慧，张鹏，毛亮亮，卢亮，许堃，李安君，
申请(专利权)人：苏州晨晖智能设备有限公司，
类型：发明
国别省市：