[实用新型]一种区熔晶体生长用保温装置及区熔炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及区熔晶体生长设备的技术领域，特别涉及一种区熔晶体生长用保温装置及一种区熔炉。

背景技术

目前，区熔单晶硅的制备一般是在区熔炉中完成的，其原理为：将多晶硅棒竖直固定在上炉室的主轴上，下端对准固定在下炉室内轴上的籽晶，高频电流通过线圈与多晶硅棒耦合产生涡流，使多晶硅棒下端熔化，熔接籽晶，控制主轴向下移动，使多晶硅棒相对于熔区移动，从而生长成一根硅单晶。

目前，区熔法生长直径较小的高纯硅单晶，一般生长硅单晶的直径在153mm以下，通常在区熔炉内采用通水的铜环作为保温装置，通水的铜环固定于炉膛内的升降机构，并可随着升降机构的升降来调整保温位置，如图1所示，现有技术区熔晶体生长用保温装置的结构示意图，该保温装置包括一个铜环11，以及一根套于铜环11外并与铜环11固定连接的水管12，而现在研发的区熔法生长较大直径高纯硅单晶，一般生长硅单晶的直径在153mm以上，仍采用通水的铜环作为保温装置，由于单晶的直径增大，因此现有技术采用增加铜环的面积用来保温生长的单晶，但是因为铜具有较高的导热率，硅单晶生长达到较大直径，热量扩散过快，导致单晶扩到大直径出现炸裂。

现有技术的缺陷在于，通水的铜环作为保温装置，容易造成铜环内单晶长大后开裂，导致单晶的成品率较低。

实用新型内容

本实用新型提供了一种区熔晶体生长用保温装置及区熔炉，用以解决热量扩散过快造成单晶开裂的问题，从而提高单晶的成品率。

本实用新型包括：

一种区熔晶体生长用保温装置，包括：

金属环；

套于所述金属环外侧并与所述金属环导热接触的水管；

套于所述金属环内侧并与所述金属环导热接触的保温罩，所述保温罩的导热率小于所述金属环的导热率。

在本实用新型技术方案中，在金属环内侧有与金属环导热接触保温罩，由于保温罩的导热率小于外侧金属环的导热率，因此，保温罩内可较好维持一定的热量，降低保温罩内单晶开裂的概率，提高单晶的成品率。

优选的，所述保温罩为筒状保温罩，所述筒状保温罩的一端具有翻向外侧的外沿，并且所述外沿与所述金属环搭接。

在本实用新型优选的技术方案中，保温罩的结构可以有多种，只要方便与金属环导热接触即可，优选采用一端具有外沿的筒状结构，外沿可搭于金属环上，方便保温罩的安装和拆卸。

优选的，所述筒状保温罩的高度范围为200～260毫米，所述筒状保温罩的外径范围为220～280毫米。

在本实用新型优选的技术方案中，保温罩的尺寸可根据保温罩内生长的单晶直径而确定，对于较大直径的单晶生长，为了防止单晶开裂，一般筒状保温罩的高度范围选为200～260毫米，筒状保温罩的外径范围为220～280毫米。

优选的，所述金属环为铜环。

在本实用新型优选的技术方案中，金属环的材质可以有多种，如铁环、钢环等，金属环优选为铜环，可以在现有的通水铜环内直接增加一个保温罩，达到防止单晶开裂的目的。

优选的，所述保温罩为陶瓷保温罩。

在本实用新型优选的技术方案中，保温罩的材质可以有很多，只要比金属环的导热率低就可以，优选采用陶瓷保温罩，由于陶瓷的导热率低于金属的导热率，并且陶瓷耐高温，因此很适合作为保温罩。

更优选的，所述陶瓷保温罩为石英保温罩。

在本实用新型更优选的技术方案中，陶瓷保温罩选用石英保温罩，由于石英的导热率低于金属的导热率，并且石英耐高温具有刚性，因此很适合作为保温罩。

优选的，对上述任一种区熔晶体生长用保温装置，所述金属环与所述水管焊接。

本实用新型区熔炉，包括可升降的传动装置，还包括上述任一种区熔晶体生长用保温装置，所述区熔晶体生长用保温装置的水管固定于所述传动装置。

本实用新型的区熔炉内具有上述任一种区熔晶体生长用保温装置，保温装置可以随区熔炉内的传动装置的升降来调整保温位置，因此，在区熔炉内生长单晶时，可以降低单晶开裂的概率，从而提高了单晶的成品率。

附图说明

图1为现有技术区熔晶体生长用保温装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的区熔晶体生长用保温装置的立体结构示意图；

图3为本实用新型实施例的区熔晶体生长用保温装置的主视图。

附图标记：

1-金属环           2-水管              3-保温罩