[实用新型]一种改善区熔单晶炉热场的反射环提升装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及非金属晶体的制造设备，尤其涉及一种改善区熔单晶炉热场的反射环提升装置。

背景技术

硅材料是现代信息社会的基础，它不仅是光伏发电等产业的主要功能材料，也是半导体产业，特别是电力电子器件的基础材料。区熔法(FZ)生产单晶硅是区别于直拉炉(CZ)的一种新型的单晶生长方法，它利用高频感应加热线圈将高纯度的多晶料料局部融化，熔区依靠熔硅的表面张力和加热线圈提供的磁托浮力而处于悬浮状态，然后从熔区的下方利用籽晶将熔硅拉制成单晶。由于没有坩埚污染，区熔炉生长的单晶硅纯度高，均匀性好，低微缺陷。特别是随着国家对能源、交通、大规模集成电路等影响国民经济发展的瓶颈行业的支持，对大电流的电力电子器件需要越来越大，要求也越来越高，要求硅单晶向大直径、大投料量、高纯度、高均匀性方向发展。

在区熔生长单晶硅的过程中，熔区下面的热场分布对单晶生长的速度和品质有重要的影响。在传统的区熔炉装备中，一般并无反射环装置或者反射环为固定安装形式，熔区下方的热场不可调整，使得生长单晶质量不高，不能满足现在高品质单晶的要求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种区熔单晶炉中反射环的提升装置，在区熔单晶生长的过程中，通过调整反射环尺寸、反射环和感应加热线圈的间距等以改善熔区下热场分布，达到提高单晶质量的目的。

为了解决技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

提供一种区熔单晶炉反射环提升装置，包括反射环和固定在主炉室法兰上的窗口法兰；在反射环的外侧环设空心的冷却管，冷却管的两端通过波纹管分别接至设于窗口法兰内壁上的金属密封接头；金属密封接头贯穿设置于窗口法兰，并伸出窗口法兰的外壁以作为冷却水的进出口；所述波纹管与冷却管相接的部位固定于支架的一端；支架的另一端活动安装有竖直的光轴；窗口法兰的内壁上设置固定座，光轴的上下两端固定于固定座上；所述支架上还设有竖直的提升丝杆，提升丝杆与支架之间为啮合关系；驱动电机通过减速器连接传动轴，传动轴与提升丝杆之间通过啮合的锥齿轮对实现连接。

作为一种改进，所述窗口法兰上开设贯通的孔，内置传动轴固定组件，包括右快卸法兰盘、左快卸法兰盘、中心支架、抱箍及密封件；右快卸法兰盘焊接于窗口法兰上，左快卸法兰盘套设于右快卸法兰盘中，传动轴通过角接触球轴承装在左快卸法兰盘内；中心支架位于右快卸法兰盘和左快卸法兰盘外延部位的中间，并由抱箍在外部实现固定；所述密封件位于传动轴及左快卸法兰盘之间，在左快卸法兰盘上还设置轴端盖板。

作为一种改进，所述角接触球轴承有2个，其固定方式为：传动轴上的卡环固定轴承内圈，左快卸法兰的轴肩固定轴承外圈。

作为一种改进，所述密封件为油封。

作为一种改进，所述所述的左快卸法兰壁厚为3.5～5mm，以同时适应区熔炉真空和较高炉膛压力的要求。

作为一种改进，所述锥齿轮对的减速比为1∶1。

作为一种改进，所述光轴有两根且相互平行。

作为一种改进，所述固定座的上下两端各有一个水平突出的连接端，光轴的下端嵌入固定座下侧的连接端；光轴的上端开设沟槽，光轴垫片嵌入沟槽中，并通过螺钉固定于固定座上侧的连接端。

作为一种改进，所述的反射环为外径100～350mm、径向宽度为2～5mm、厚度为30～100mm的环状紫铜片，在反射环的外侧环设空心的冷却管。

作为一种改进，不同尺寸的反射环具有相同的接口尺寸；这样，提升装置能够适应不同尺寸的反射环，满足不同尺寸单晶生产的要求。

本实用新型中，通过对提升装置的调整，实现反射环与感应加热线圈的配合使用。拉晶生产中，可以根据单晶生长情况调整线圈和反射环间距，从而优化热场分布。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果在于：