[实用新型]一种用于硅芯拉制的吹气装置

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及人工晶体领域，具体涉及一种用于硅芯拉制时提高硅芯结晶速度的吹气装置。

【背景技术】

在现有技术的硅芯拉制过程中，一般使用籽晶进行引晶。待引晶完成后再进行硅芯的拉制。在此过程中，籽晶需要借助籽晶夹头夹持。待高频线圈将原料棒的端头局部融化成液体后，籽晶夹头带动籽晶下降，穿过高频线圈的拉制孔后插入原料棒上端的溶液内。随后通过籽晶夹头带动籽晶上升，籽晶带动溶液上升并重新结晶，最终形成所需长度的硅芯。

在籽晶带着融液上升的过程中，当融液离开高频线圈的拉制孔后会逐渐冷却并重新结晶。此时带动籽晶上升的上轴的提升速度较慢，拉制直径为￠8mm的硅芯时，上轴的提升速度为14mm/min，拉制直径为￠10mm的硅芯时，上轴的提升速度为12mm/min，拉制硅芯的直径一般都在￠8～￠10mm之间。所拉制的硅芯直径越大，其后期在还原炉内的生长速度越快，生产效率越高，所以如何提高硅芯的生产效率和增大硅芯的直径就成了本领域的技术诉求之一。

针对上述技术问题，申请人提出过“一种拉制硅芯时提高硅芯结晶速度的装置”的专利申请（专利申请号为201410175547.5、申请日为2014年04月21日、公开号为CN105002556A）。该申请借助于一吹气装置（具体结构详见附图1），有效的提高了硅芯的结晶速度，该申请在本申请中被用作参考。

上述专利申请虽然解决了硅芯结晶速度慢的问题，但在拉制硅芯的过程中由于连续吹气的不稳定性，会导致新拉制的硅芯结晶速度不一致，影响晶体质量。

【发明内容】

经研究，申请人认为导致新拉制的硅芯结晶速度不一致的主要原因是吹气装置吹向硅芯的气流分布不均匀，从而造成硅芯结晶速度的差异。

本实用新型提供了一种用于硅芯拉制时提高硅芯结晶速度的吹气装置，通过改进吹气装置的结构，使最终吹向硅芯的气体更加均匀和稳定，从而解决了新拉制的硅芯结晶速度均匀性的问题。

本实用新型的原理包括两个方面：一是在硅芯的冷却过程中，沿不同方向对每根硅芯进行吹气，使硅芯的冷却更加均匀化；二是采用多级进气管的方式对进入吹气装置的气体进行多次缓冲再分配，以实现气体分布和流动的均匀化。

为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：

环绕每一根硅芯设置一个吹气嘴，吹气嘴上开设多个吹气孔，使从吹气孔吹出的气体沿多个方向均匀吹向硅芯。

为了稳定气流，可以在吹气嘴的上游设置一个或多个环形进气通道，通过连接管将吹气嘴与环形进气通道相连通，环形进气通道之间通过多个进气孔相互连通，使进入吹气装置的气流在进气通道及吹气环内多次分布，实现吹出气流的均匀化。

在一优选实施例中，所述的进气通道可以为多个平行叠置的环形通道，冷却气体经进气管进入吹气装置之后，经第一进气通道进入第二进气通道，再经连接管进入第三进气通道，最终经吹气孔吹向硅芯。

其中，第一进气通道和第二进气通道均设置在同一吹气环内，第一进气通道设置在该吹气环的上方，第二进气通道设置在该吹气环的下方，第一进气通道和第二进气通道由多个进气孔相互连通。

吹气嘴设置在所述吹气环的下方，第三进气通道位于该吹气嘴内部，通过连接管将第二进气通道与相第三进气通道连通，吹气孔设置在吹气嘴上，均匀环绕在硅芯周围，对准硅芯的结晶区。

为了便于维修，在吹气环环形的开口A与第一进气通道及第二进气通道端部相对应的位置设有排污口，在排污口处设有封堵螺钉。

所述吹气环上还可以设有若干个固定柱，用于安装导心板。

由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下有益效果：

采用本实用新型的技术方案，解决了现有技术中硅芯冷却不均匀的问题。硅芯的快速均匀冷却可以提高晶体的拉制速度、增加所拉制的硅芯的直径，而硅芯直径的加大，又使其后期在还原炉内的生长速度加快，由此提高了生产效率。

【附图说明】

图1是上述现有技术中的吹气装置；

图2是本实用新型一优选实施例的立体结构示意图；

图3是图2实施例另一方向的示意图；

图4是是图2实施例的俯视结构示意图；

图5是图4结构中A-A剖视结构示意图；

图6是图4结构中B-B剖视结构示意图；

图7是图4结构中C-C剖视结构示意图。

附图2-7中的标号与部件之间的对应关系为：