[发明专利]CZ直拉法单晶炉石墨热场结构

说明书

技术领域

本发明属于光电转换材料制造的技术领域，涉及其生产工艺设备，更具体地说，本发明涉及一种CZ直拉法单晶炉石墨热场结构。

背景技术

切克劳斯基法即CZ直拉单晶法，通过电阻加热，将装在石英坩埚中的多晶硅熔化，并保持略高于硅熔点的温度，在惰性气体的保护下，经过引晶、放肩、转肩、等径、收尾、晶体取出等步骤，完成晶体生长。众所周知，硅的熔点是1420°，如果是20寸开放式热场装置、投料量75kg，要维持这个温度，每小时需要耗费120kw·h左右的电能。目前世界能源紧张，能源成本所占比重日益增加。如何降低生产能耗，降低生产成本，直接关系企业生存大计。

因此，人们在CZ直拉单晶法的加热装置上，也就是石墨热场上面做了诸多改进。效果最明显的就是增加热屏装置，传统的热屏装置一般为圆筒状(如图1所示)或者圆锥型(如图2所示)，由最开始的开放式热场改为封闭式热场，增加了热场保温，降低热量的损失，20寸开放式热场维持1420°的拉制条件需要每小时耗费120kw·h，降低至20寸封闭式热场70～75kw·h；相对开放式热场，缩小了单晶生长条件下惰性气体的保护面积，使得保护面积更集中化，惰性气体的使用量也降低20％～30％；改变晶体的纵向温度梯度，最大生长拉速提高0.2mm/min。

但是，按照上述两种结构的热屏装置的效果还不理想，还有改进的需要，以进一步提高能量的利用率。

实用新型内容

本发明所要解决的问题是提供一种CZ直拉法单晶炉石墨热场结构，其目的是实现节能降耗及改进惰性气体的导向。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明所提供的这种CZ直拉法单晶炉石墨热场结构，所述的石墨热场结构包括热屏与气体导流装置，所述的热屏与气体导流装置上设热屏外层和热屏内层，所述的热屏外层与热屏内层之间设有间隙。

为使本发明更加完善，还进一步提出了以下更为详尽和具体的技术方案，以获得最佳的实用效果，更好地实现发明目的，并提高本发明的新颖性和创造性：

在所述的热屏外层与热屏内层之间的间隙中，设有填充碳毡。

所述的热屏外层采用斜面反射的结构。

本发明采用上述技术方案，采用斜面反射角度，使得热辐射的反射率增加；增加了热屏中下部热屏外层与内层的间隙，得以填充石墨碳毡，增加热屏的绝热效果。由20寸传统热封闭式场维持1420°的拉制条件需要每小时耗费70～75kw·h降低至60～65kw·h，节能超过10％；填充2～3层石墨碳毡，增加了隔热性能，改变了单晶生长时晶体的纵向温度梯度，相对传统封闭式热场，拉速增加0.05mm/min。提高了设备生产产能，降低生产成本。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为背景技术所述的圆筒状热屏装置的结构示意图；

图2为背景技术所述的圆锥型热屏装置的结构示意图；

图3为本发明的结构示意图；

图中标记为：

1、热屏内层，2、填充碳毡，3、热屏外层。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图3所表达的本发明的结构，本发明为一种CZ直拉法单晶炉石墨热场结构。所述的石墨热场结构包括热屏与气体导流装置。

为了解决在本说明书背景技术部分所述的目前公知技术存在的问题并克服其缺陷，实现节能降耗及改进惰性气体的导向的发明目的，本发明采取的技术方案为：

如图3所示，本发明所提供的这种所述的热屏与气体导流装置上设热屏外层3和热屏内层1，所述的热屏外层3与热屏内层1之间设有间隙。

封闭式热场的设计原理，就是以减少热场在加温时的不必要散热；热量的传导主要是以为热辐射的形式，形成热量的传输。

因此，如何减少热辐射散热是封闭式热场的核心，减少热辐射的方式主要增加热辐射的反射及采用绝热材料阻挡热量的传导。热辐射的反射主要与反射面积角度及反射面的材质有关。

下面是本发明提供的具体实施示例，供本领域的技术人员在实施时参考应用：

实施例一：

在本发明所述的热屏外层3与热屏内层1之间的间隙中，设有填充碳毡2。