[发明专利]一种多点支撑的单晶炉坩埚杆

说明书

本发明属于单晶炉技术领域，具体涉及一种多点支撑的单晶炉坩埚杆。针对现有坩埚杆结构中，冷却水的冷却作用无法满足坩埚杆盘状顶部的充分散热，使得坩埚杆上部易出现局部高温，从而使得坩埚杆使用寿命下降的问题，本发明的技术方案是：包括坩埚杆，坩埚杆中设置有上行流道和下行流道，上行流道和下行流道在坩埚杆顶部连通，所述坩埚杆顶部设置有一个中心支撑脚和多个对称设置的侧面支撑脚，中心支撑脚内部设置有冷却支水道Ⅰ，所述冷却支水道Ⅰ的两端分别与上行流道和下行流道连通，所述侧面支撑脚内部设置有冷却支水道Ⅱ，冷却支水道Ⅱ的两端分别与上行流道和下行流道连通。本发明适用于单晶炉。

技术领域

本发明属于单晶炉技术领域，具体涉及一种多点支撑的单晶炉坩埚杆。

背景技术

单晶炉是一种在惰性气体(氮气、氦气为主)环境中,用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化,用直拉法生长无错位单晶的设备。多晶材料熔化后盛装在一个坩埚中，坩埚底部设置有坩埚杆用于旋转或带动坩埚升降。由于坩埚杆周围是用于对坩埚进行加热的加热装置，因此在单晶炉工作时，坩埚杆的温度非常高，若不进行冷却，高温将影响坩埚杆的使用寿命。

为了与坩埚结合更加牢固，坩埚杆的顶部通常设置为盘状(如图1所示)，盘状的顶部与坩埚托盘完全贴合。高温的坩埚会通过坩埚托盘和坩埚杆盘状的顶部向坩埚杆传递大量的热。现有的坩埚杆冷却技术通常是在坩埚杆的中空腔内设置一根水管，通过水管将冷却水送入到坩埚杆的中空腔的顶部，然后使冷却水从水管与坩埚杆之间的夹层流下。

在这种结构设置下，冷却水的冷却作用无法满足坩埚杆盘状顶部的充分散热，使得坩埚杆上部易出现局部高温，从而使得坩埚杆使用寿命下降。

发明内容

针对现有坩埚杆结构中，冷却水的冷却作用无法满足坩埚杆盘状顶部的充分散热，使得坩埚杆上部易出现局部高温，从而使得坩埚杆使用寿命下降的问题，本发明提供一种多点支撑的单晶炉坩埚杆，其目的在于：通过改变坩埚杆顶部与坩埚托盘的结合处的结构，降低了坩埚向坩埚杆的传热量，降低了坩埚杆顶部的冷却难度，从而使得坩埚杆的冷却效果更好，延长了设备的使用寿命。

本发明采用的技术方案如下：

一种多点支撑的单晶炉坩埚杆，包括坩埚杆，坩埚杆中设置有上行流道和下行流道，上行流道和下行流道在坩埚杆顶部连通，所述坩埚杆顶部设置有一个中心支撑脚和多个对称设置的侧面支撑脚，中心支撑脚内部设置有冷却支水道Ⅰ，所述冷却支水道Ⅰ的两端分别与上行流道和下行流道连通，所述侧面支撑脚内部设置有冷却支水道Ⅱ，冷却支水道Ⅱ的两端分别与上行流道和下行流道连通。

采用该技术方案后，利用中心支撑脚和侧面支撑脚对坩埚托盘形成多点支撑，一方面这种结构能够达到良好稳定的支撑坩埚的效果；另一方面由于相比于传统的盘状的顶部本方案的接触面积小，因而坩埚向坩埚杆传递的热量也更少，降低了坩埚杆顶部的冷却难度，从而使得坩埚杆的冷却效果更好，避免了坩埚杆顶部出现局部高温，从而延长了设备的使用寿命。

优选的，侧面支撑脚的设置方向与坩埚杆的轴线的具有45-75度的角度，侧面支撑脚的设置方向朝向远离坩埚杆的轴线的方向。该优选方案中，侧面支撑脚对坩埚托盘的支撑更加稳定，提高了坩埚杆与坩埚托盘的结合强度。

优选的，坩埚杆顶部设置有圆盘状的强化部，所述中心支撑脚和侧面支撑脚均设置在强化部上。由于侧面支撑脚有多个，如果支撑脚直接与圆柱状的坩埚杆的顶部连接，会由于连接部的截面太小导致结合不牢固。设置强化部后，能够有效提高侧面支撑脚与坩埚杆顶部的结合面积，增强结合强度，从而进一步使得坩埚杆与坩埚托盘的结合强度更高。此外，强化部相对于坩埚杆主体更加粗大，能够削弱坩埚杆内部设置中空的冷却水流道造成的坩埚杆强度下降的问题。

进一步优选的，侧面支撑脚设置在强化部上表面的边缘。

进一步优选的，侧面支撑脚下部和强化部外侧面之间设置有加腋板。