一种具有底端保护的单晶炉水冷屏制造技术

本实用新型专利技术公开的一种具有底端保护的单晶炉水冷屏，包括：下炉筒，所述下炉筒内包括固定在所述下炉筒上方的水冷屏、保护环，所述下炉筒内用于溶解与储存多晶硅材料熔体。所述保护环套挂在所述水冷屏靠近所述多晶硅材料熔体的一面，所述保护环形成具备一定深度的环状凹槽，所述凹槽内储存有高热导率材料，所述凹槽侧壁延伸出连通至所述下炉筒外壁的管道，所述管道末端设有温度检测器。所述水冷屏在所述套挂位置设有固定件，所述保护环在所述套挂位置设有匹配所述固定件的凹陷部分，所述水冷屏的末端探至所述凹槽内。所述保护环内可以增加所述的高导热率材料以提高保护作用从而降低所述水冷屏的位置，通过更加靠近所述三相线能提高直拉单晶硅的成品质量。提高直拉单晶硅的成品质量。提高直拉单晶硅的成品质量。

【技术实现步骤摘要】
一种具有底端保护的单晶炉水冷屏


[0001]本技术公开一种具有底端保护的单晶炉水冷屏，涉及单晶炉水冷屏


技术介绍

[0002]直拉单晶炉的工作原理是，将多晶硅材料熔化，最后将籽晶深入熔化的多晶硅熔体中，应用直拉的方式获得直拉单晶硅。其中之所以直拉方式可以使得多晶硅材料形成直拉单晶硅关键在于水冷屏对晶棒的吸热、冷却，因此水冷屏底部越靠近三相线，对晶棒的水冷效果越好，晶体热量传递越快，生长速率可以得到一定提高。
[0003]但是水冷屏位置过低，会造成外表面与盛冷却水的内表面温差过大，壁面产生较大的热应力，存在壁面开裂、漏水的风险，甚至水冷屏爆炸。因此现有技术中的水冷屏无法与多晶硅材料熔体之间保持较近距离。

技术实现思路

[0004]本技术目的在于，提供一种具有底端保护的单晶炉水冷屏，解决水冷屏无法与多晶硅材料熔体之间保持较近距离的问题。
[0005]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，技术是通过以下技术方案实现：
[0006]一种具有底端保护的单晶炉水冷屏，包括：下炉筒，所述下炉筒内包括固定在所述下炉筒上方的水冷屏、保护环，所述下炉筒内用于溶解与储存多晶硅材料熔体。
[0007]进一步的，所述保护环套挂在所述水冷屏靠近所述多晶硅材料熔体的一面，所述保护环形成具备一定深度的环状凹槽，所述凹槽内储存有高热导率材料，所述凹槽侧壁延伸出连通至所述下炉筒外壁的管道，所述管道末端设有温度检测器。
[0008]进一步的，所述水冷屏在所述套挂位置设有固定件，所述保护环在所述套挂位置设有匹配所述固定件的凹陷部分，所述水冷屏的末端探至所述凹槽内。
[0009]进一步的，所述固定件为不锈钢片，所述基准件为螺栓。
[0010]进一步的，所述保护环凹陷面与所述水冷屏之间的距离为0.3CM，所述高热导率材料填充至所述保护环顶部边缘下方1.5CM位置。
[0011]进一步的，所述高热导率材料为液态金属，所述保护环为碳碳材料。
[0012]进一步的，所述液态金属为镓基合金。
[0013]进一步的，所述管道充盈有所述高热导率材料，所述温度检测器还包括温度显示器，所述温度显示器实时显示所述高热导率材料的温度。
[0014]进一步的，所述水冷屏还在顶部固定位置设有调节装置，所述调节装置包括连接所述水冷屏与所述固定位置的调节部以及位于所述下炉筒外的控制部，所述控制部用于控制所述调节部的轴向长度，所述调节部为伸缩结构。
[0015]进一步的，所述控制部为螺纹杆，所述调节部为与所述螺纹杆互相咬合的齿条结构，所述螺纹杆旋转带动所述齿条移动实现所述调节部的伸缩功能
[0016]有益效果：
[0017]本技术在单晶炉的水冷屏底端设置所述的保护环，在靠近所述三相线时，即靠近多晶硅材料熔体时能有效的起到保护作用，一方面在所述保护环内可以增加所述的高导热率材料以提高保护作用从而降低所述水冷屏的位置，另一方面增加所述保护环后所述水冷屏可以理解为增加了一定的长度进而更加靠近三相线。通过更加靠近所述三相线能提高直拉单晶硅的成品质量。
附图说明
[0018]图1为本技术实施例所述一种具有底端保护的单晶炉水冷屏图；
[0019]图2为本技术实施例所述控制部的一种情况图；
[0020]图3为本技术实施例所述保护环的局部区域图；
[0021]附图中：
[0022]1‑
保护环，2
‑
水冷屏，3
‑
管道，4
‑
多晶硅材料熔体，5
‑
调节装置，101
‑
固定件，102
‑
基准件，103
‑
高导热率材料，301
‑
温度显示器，501
‑
螺栓，502
‑
齿条；
具体实施方式
[0023]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将结合附图对实施例对本技术进行详细说明。
[0024]实施例1
[0025]壁面开裂、漏水或者水冷屏(2)爆炸的原因均为水冷屏(2)靠近多晶硅材料熔体(4)区域与冷却水之间的温差过大，进而导致前述情况的出现。结合前述内容可知要实现水冷屏(2)与多晶硅材料熔体(4)表面之间距离的缩小则需要解决前述的温差问题。
[0026]因此申请人针对性的在水冷屏(2)靠近多晶硅材料熔体(4)区域与冷却水之间设置保护装置，即本实施例中所述的一种具有底端保护的单晶炉水冷屏(2)，包括：下炉筒，所述下炉筒内包括固定在所述下炉筒上方的水冷屏(2)、保护环(1)，所述下炉筒内用于溶解与储存多晶硅材料熔体(4)，所述保护环(1)套挂在所述水冷屏(2)靠近所述多晶体材料熔体的一面。
[0027]所述下炉筒以及水冷屏(2)可以选用任意一种单晶炉中的下炉筒，也可以理解为本实施例中的技术可以应用在任意一种单晶炉，即对单晶炉进行改进。
[0028]所述保护环(1)形成具备一定深度的环状凹槽，所述凹槽内储存有高热导率材料，所述凹槽侧壁延伸出连通至所述下炉筒外壁的管道(3)，所述管道(3)末端设有温度检测器。
[0029]所述高热导率材料即为具备高导热率的液体材料(103)，不难理解的是，热导率高可保证对晶棒底部产生较好的吸热，增加晶体热耗散，并且对水冷屏(2)底部具有保护作用。一方面应用高热导率材料可以增加吸热效果，另一方面对所述水冷屏(2)底部施加保护功能后可以减小水冷屏(2)与多晶硅材料熔体(4)之间的距离，原因有二，其一增设底所述保护环(1)后，可间接性将水冷屏(2)底端向下延伸，使其靠近三相点，达到较好的吸热效果；其二增加对所述水冷屏(2)底部的保护以后能减弱前述的多晶硅材料熔体(4)区域与冷却水之间的温差过大的问题，所述的保护环(1)实际上是一部分缓冲区域。
[0030]另外，所述高导热率的液体材料(103)实际上直接反应了水冷屏(2)所接受的最高温度，因此在所述凹槽侧壁延伸出连通至所述下炉筒外壁的管道(3)并在末端设置温度检测器可以获得下炉筒中的实时温度情况。
[0031]实施例2
[0032]根据实施例1中提及的内容，本实施例公开一些关于所述保护环(1)的具体实施情况。
[0033]首先在本实施例中申请人明确了对所述保护环(1)的固定方式，即直接通过悬挂在所述水冷屏(2)上的固定方式，在本实施例中所述水冷屏(2)在所述套挂位置设有固定件(101)，所述保护环(1)在所述套挂位置设有匹配所述固定件(101)的基准件(102)，所述水冷屏(2)的末端探至所述凹槽内。
[0034]在一实施例中，所述固定件(101)为不锈钢片，所述基准件(102)为螺栓(501)。所述的水冷屏(2)内壁(靠近晶体面)与外壁(靠近导流筒面)预留合适大小的不锈钢片，环体与水冷屏(2)内壁钢片采用挂耳式连接，与外壁采用螺栓(501)连接。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有底端保护的单晶炉水冷屏，包括下炉筒，所述下炉筒内包括固定在所述下炉筒上方的水冷屏、保护环，所述下炉筒内用于溶解与储存多晶硅材料熔体，其特征在于：所述保护环套挂在所述水冷屏靠近所述多晶硅材料熔体的一面，所述保护环形成具备一定深度的环状凹槽，所述凹槽内储存有高热导率材料，所述凹槽侧壁延伸出连通至所述下炉筒外壁的管道，所述管道末端设有温度检测器。2.根据权利要求1所述的一种具有底端保护的单晶炉水冷屏，其特征在于：所述水冷屏在所述套挂位置设有固定件，所述保护环在所述套挂位置设有匹配所述固定件的基准件，所述水冷屏的末端探至所述凹槽内。3.根据权利要求2所述的一种具有底端保护的单晶炉水冷屏，其特征在于：所述固定件为不锈钢片，所述基准件为螺栓。4.根据权利要求2所述的一种具有底端保护的单晶炉水冷屏，其特征在于：所述保护环凹陷面与所述水冷屏之间的距离为0.3CM，所述高热导率材料填充至所述保护环顶部边缘下方1.5CM位置。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：任永生，王正省，马文会，雷云，魏奎先，吕国强，伍继君，李绍元，曾毅，祖钰博，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：