一种用于硅单晶生长的水冷套制造技术

本发明专利技术公开了一种用于硅单晶生长的水冷套，属于硅单晶生产设备技术领域，通过设置两层水冷层，给硅单晶生长提供高效率的导热环境，内水冷层通过设置若干水冷板作围绕所述外水冷层的轴线远离和靠近运动，保持硅单晶圆柱体的表面和水冷板保持较近的距离，随着硅单晶的转动，硅单晶圆柱体在水冷板之间的导热均匀；较大程度的将水冷结构靠近生长的硅单晶圆柱体，使硅单晶圆柱体的温度快速传递，外水冷层能对坩埚上方的整体环境温度进行传导，保证了水冷套侧方位整体的密闭性，避免温度的外扩，此装置提升硅单晶生产环境的导热效率，提高硅单晶的硅单晶的冷却速度；使液态硅熔液向固态硅单晶的相转换速度提升，生产效率也随之提高。提高。提高。

【技术实现步骤摘要】
一种用于硅单晶生长的水冷套


[0001]本专利技术属于硅单晶生产设备
，具体涉及一种用于硅单晶生长的水冷套。

技术介绍

[0002]为了生产太阳能电池及半导体用单晶硅，广泛适用利用单晶硅籽晶，将硅融液生长为固体状态的硅单晶，此方法称为直拉法，是利用石墨电阻加热，通过加热设备加热融化填充在坩埚中的多晶硅，然后应用晶体旋转等必要的工艺来生长硅单晶的方法。
[0003]与硅单晶生长速度最相关的参数是硅单晶的冷却速度，即液态硅熔液到固态硅单晶的相转换速度。向固体的转换速度越快，硅单晶的生长速度就越快，因此生产效率也随之提高。因此，为了提高硅单晶的生产率，正在朝着提高硅单晶的生长速度以及增加投料次数的方向推进开发。
[0004]设置在坩埚上方，转动的硅单晶圆柱体外侧的水冷套一般为固定大小的筒状体，在硅单晶从较低高度以及较小直径生长至较高高度以及较大直径时，水冷套离硅单晶表面的距离始终不变，在较远距离下，温度的传导效率较低，使硅单晶在初始结晶时，花费时间较长。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种用于硅单晶生长的水冷套，提升硅单晶的与水冷套之间的导热效率。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]本专利技术包括外水冷层和内水冷层，所述外水冷层为筒状结构，所述外水冷层顶部外侧与硅单晶炉顶部圆口密封连接，所述外水冷层内分布有水冷管；所述内水冷层包括若干片状的水冷板，所述水冷板内分布有水冷管，若干所述水冷板单面朝内并且环形阵列设置，还包括驱动部，所述驱动部驱动若干所述水冷板作围绕所述外水冷层的轴线远离和靠近运动。
[0008]进一步，所述内水冷层还包括与所述水冷板等数的竖直结构，所述外水冷层内侧设有导向架体，所述竖直结构受所述驱动部驱动在所述导向架体上沿所述水冷板的运动方向移动，所述竖直结构上还固接有牵引结构，所述水冷板一竖直边缘的上下端设有竖轴，所述牵引结构与所述竖轴转动连接；所述竖直结构上还设有弹性支撑结构，所述弹性支撑结构抵在所述水冷板外侧，使所述水冷板内侧贴合在下位所述水冷板的外侧边缘。
[0009]进一步，所述竖轴为管状结构，位于所述水冷板上下端的两根所述竖轴分别与所述水冷板内部的水冷管进、出口连通，所述牵引结构包括套筒和杆体，所述套筒和杆体内部中空，所述套筒转动密封连接于所述竖轴，所述杆体与所述套筒连通，所述杆体与所述竖直结构固定连接，还包括内筒管，所述内筒管与所述杆体滑动密封连接，所述内筒管固接于所述外水冷层上，所述内筒管与外界水交换设备连通。
[0010]进一步，所述驱动部包括驱动环，所述驱动环底侧设有与所述水冷板等数的弧形
导向槽，所述竖直结构上端滑设于所述弧形导向槽内。
[0011]进一步，所述驱动环啮合有驱动齿，所述外水冷层上设有保护壳体，所述保护壳体内设有转动结构，所述转动结构与所述驱动齿连接。
[0012]进一步，所述外水冷层和水冷板的表面通过依次喷有氧化铝、粘合剂以及碳化硅涂层，其中所述氧化铝涂层通过喷涂形成粗糙面，所述碳化硅表面抛光处理
[0013]本专利技术的有益效果在于：
[0014]本专利技术此水冷套，通过设置两层水冷层，即外水冷层和内水冷层，给硅单晶生长提供高效率的导热环境，内水冷层通过设置若干水冷板，并通过驱动部驱动水冷板作围绕所述外水冷层的轴线远离和靠近运动，在硅单晶初始生长状态时，硅单晶圆柱体外径较小高度较低，此时，水冷板靠近中轴线，使水冷板更加靠近硅单晶圆柱体，随着硅单晶的生长，硅单晶圆柱体的直径增大，并向上移动，此时，通过驱动部驱动水冷板远离中轴线，保持硅单晶圆柱体的表面和水冷板保持较近的距离，随着硅单晶的转动，硅单晶圆柱体在水冷板之间的导热均匀；伸缩的内水冷层，能较大程度的将水冷结构靠近生长的硅单晶圆柱体，使硅单晶圆柱体的温度快速传递，而固定设置的外水冷层，能对坩埚上方的整体环境温度进行传导，也保证了水冷套侧方位整体的密闭性，避免温度的外扩，此装置提升硅单晶生产环境的导热效率，提高硅单晶的硅单晶的冷却速度；使液态硅熔液(SM)向固态硅单晶(IG)的相转换速度提升，因此生产效率也随之提高。
[0015]本专利技术的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0016]为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：
[0017]图1为本专利技术实施例硅单晶生产炉结构示意图；
[0018]图2为本专利技术实施例硅单晶生产炉剖视图；
[0019]图3为本专利技术实施例水冷套内部示意图；
[0020]图4为本专利技术实施例外水冷层中水冷管分布图；
[0021]图5为本专利技术实施例水冷板中水冷管分布图；
[0022]图6为本专利技术实施例内水冷层在竖杆处的剖视图；
[0023]图7为图6的A处放大示意图；
[0024]图8为本专利技术实施例驱动环的结构示意图；
[0025]图9为本专利技术实施例水冷套涂层示意图；
[0026]附图中标记如下：1、硅单晶生产炉；2、外水冷层；3、内水冷层；31、水冷板；32、竖杆；33、导向杆；34、牵引杆；341、套筒；342、杆体；35、竖轴；36、弹性支撑结构；361、内杆；362、外杆；363、滚轮；364、弹簧；37、内筒管；4、水冷管；5、驱动部；51、驱动环；511、弧形导向槽；52、驱动齿；53、保护壳体；6、水交换设备；71、氧化铝；72、粘合剂；73、碳化硅；8、坩埚。
具体实施方式
[0027]如图1～8所示，本专利技术公开了一种用于硅单晶生长的水冷套，如图1和图2所示，此水冷套安装在硅单晶生产炉1的开口位置，位于坩埚8的上方，如图3所示，此水冷套包括外水冷层2和内水冷层3，所述外水冷层2为筒状结构，所述外水冷层2顶部外侧与硅单晶炉顶部圆口密封连接，连接方式采用焊接，参考图4，所述外水冷层2内分布有水冷管4，水冷管4沿外水冷层2S形分布，水冷管4的进出口均可从外水冷层2的上端穿出，并连接至外界的水交换设备6；如图3所示，所述内水冷层3包括八张片状的水冷板31，水冷板31内外侧均呈弧形，如图5所示，所述水冷板31内分布有水冷管4，水冷管4沿水冷板31S形分布，水冷管4的进出口水冷板31的端部穿出，并连接至外界的水交换设备6；所述水冷板31凹弧面朝内并且环形阵列设置，还包括驱动部5，所述驱动部5驱动若干所述水冷板31作围绕所述外水冷层2的轴线远离和靠近运动。
[0028]此水冷套，通过设置两层水冷层，即外水冷层2和内水冷层3，给硅单晶生长提供高效率的导热环境，内水冷层3通过设置若干水冷板31，并通过驱动部5驱动水冷板31作围绕所述外水冷层2的轴线远离和靠近运动，在硅单晶初始生长状态时，硅单晶圆柱体外径较小高度较低，此时，水冷板31靠近中轴线，使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于硅单晶生长的水冷套，其特征在于：包括外水冷层(2)和内水冷层(3)，所述外水冷层(2)为筒状结构，所述外水冷层(2)顶部外侧与硅单晶炉顶部圆口密封连接，所述外水冷层(2)内分布有水冷管(4)；所述内水冷层(3)包括若干片状的水冷板(31)，所述水冷板(31)内分布有水冷管(4)，若干所述水冷板(31)单面朝内并且环形阵列设置，还包括驱动部(5)，所述驱动部(5)驱动若干所述水冷板(31)作围绕所述外水冷层(2)的轴线远离和靠近运动。2.根据权利要求1所述的用于硅单晶生长的水冷套，其特征在于：所述内水冷层(3)还包括与所述水冷板(31)等数的竖直结构，所述外水冷层(2)内侧设有导向架体，所述竖直结构受所述驱动部(5)驱动在所述导向架体上沿所述水冷板(31)的运动方向移动，所述竖直结构上还固接有牵引结构，所述水冷板(31)一竖直边缘的上下端设有竖轴(35)，所述牵引结构与所述竖轴(35)转动连接；所述竖直结构上还设有弹性支撑结构(36)，所述弹性支撑结构(36)抵在所述水冷板(31)外侧，使所述水冷板(31)内侧贴合在下位所述水冷板(31)的外侧边缘。3.根据权利要求2所述的用于硅单晶生长的水冷套，其特征在于：所述竖轴(35)为管状结构，位于所述水冷板(31)上下端的两根所述竖轴(35)分别与所述水冷板...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，周倩，杨佐东，
申请(专利权)人：重庆臻宝科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：