[发明专利]一种具有多重安全保护的单晶炉

说明书

本发明涉及一种具有多重安全保护的单晶炉，其包括下炉室、炉盖、隔离阀、副室、上传动机构、设置在下炉室内的水冷热屏、导流筒、导流筒提升装置、石英埚及下传动机构，还包括触液接触系统，称重系统，CCD监测系统、隔离阀安全监测系统。触液接触系统能够检测到硅液液位过高的异常运行并报警，系统自动高速下降坩埚，并同时提升水冷热屏，避免产生漏水事故。称重系统在拉晶过程中上传动实时检测拉制的硅棒重量，当硅棒重量出现瞬间突增或突减时，系统停止运行，并报警。CCD监测系统能够监测到石英埚中液面位置发生异常变动并报警。隔离阀安全监测系统能够提供晶棒位置监测，提高阀板启闭安全保护。

技术领域

本发明涉及单晶炉，尤其涉及一种具有多重安全保护的单晶炉。

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。其主要包括上传动、副室、隔离阀、炉盖、炉筒、底座机架、坩埚下传动装置等。现有技术中，采用直拉法与区熔法相结合的工艺来制备单晶硅。拉晶过程是一个液态转化为固态的过程，需要释放大量的热，热量散发过慢会影响晶体的结晶速度，所以必须及时将热量散发掉，形成一个对结晶有利的温度空间。目前的单晶生长炉一般采用直筒型水冷套冷却方式，主要还是通过水冷这一途径进行冷却。其中，石英埚内的硅液温度高达1400度，在拉晶过程中，当发生单晶液位突变、下传动、导流筒等运动异常造成硅液液位过高，淹没导流筒，进而淹没水冷热屏，高温的硅液会瞬间烧毁水冷热屏，导致发生严重漏水事故，因此为了避免出现事故，需要设置相应的安全保护措施。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有多重安全保护的单晶炉。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种具有多重安全保护的单晶炉，其包括下炉室、炉盖、隔离阀、副室、上传动机构、设置在下炉室内的水冷热屏、导流筒、导流筒提升装置、石英埚及下传动机构，其关键技术在于，还包括：

触液接触系统，其包括触液丝、密封座及传导丝，所述触液丝通过设置在炉盖上的密封座伸入到下炉室内固定在水冷热屏上，触液丝的下端头与所述石英埚内的硅液之间留有一段安全距离，所述触液丝的上端头与所述传导丝连接，传导丝与控制器连接，正常状态下次系统为开路状态，当触液丝接触到石英埚内硅液时形成通路，控制器控制下传动机构动作下降石英埚，同时控制导流筒提升装置提升水冷热屏；

称重系统，所述上传动机构上设置有称重模块，所述称重模块连接控制器。

作为本发明的进一步改进，还设置有CCD监测系统，所述CCD监测系统包括设置在所述炉盖上的CCD镜头，所述CCD镜头监测所述石英埚内的硅液液面位置，所述CCD镜头连接控制器。

作为本发明的进一步改进，还设置有隔离阀安全监测系统，所述隔离阀安全监测系统包括固定设置在所述隔离阀两侧的对射传感器，所述对射传感器与控制器连接。

作为本发明的进一步改进，所述密封座内设置有触液棒，所述触液丝通过连接丝与所述触液棒下端连接，所述触液棒上端与所述传导丝连接。

作为本发明的进一步改进，所述密封座包括固定设置在所述炉盖上的下密封座、通过锁箍与所述下密封座连接的上密封座以及设置在所述下密封座和上密封座之间的密封圈，所述下密封座内设置有绝缘套管，所述触液棒穿设在所述绝缘套管内。

作为本发明的进一步改进，所述触液棒上端设置有盲孔，所述盲孔内设置有内螺纹，所述盲孔内设置有传导丝螺丝，所述传导丝与所述传导丝螺丝固定连接。

作为本发明的进一步改进，所述称重系统包括设置在所述上传动机构上的支撑座，所述支撑座内设置有滑轮，所述滑轮和所述支撑座之间设置有所述称重模块，钨丝绳一端连接单晶硅棒，另一端绕过所述滑轮与所述上传动机构连接。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：