[实用新型]一种用于区熔检验炉的样芯棒预热装置

说明书

本实用新型公开了一种用于区熔检验炉的样芯棒预热装置，包括炉体，炉体内设有预热叉，预热叉一端设有弧形开口，另一端设有手柄，预热叉的弧形开口下方设有高频线圈，手柄通过连接部与炉体外部连通。所述预热叉为石墨预热叉，且预热叉的表面设有氮化硅膜层。所述弧形开口的内侧为半圆弧形状，与待预热的样芯棒横截面形状配合。本实用新型能够解决样芯棒加热缓慢、辅助加热过程中受污染的问题；缩短拉晶时间，减少辅助加热过程中杂质挥发物，提高拉晶效率和检测准确性。

技术领域

本实用新型属于多晶硅产品质量检测领域，具体为一种用于区熔检验炉的样芯棒预热装置。

背景技术

多晶硅产品质量是按照国标方法：通过区熔炉将样芯棒拉制成单晶，然后进行后续的电性能、杂质含量的检测工作。区熔法（FZ）生产单晶硅是利用高频感应加热线圈将高纯度的多晶料局部融化，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，从熔区的下方利用籽晶将熔硅拉制成单晶。感应加热的原理是利用高频变化的磁场在样芯棒表面产生电场，从而使样芯棒发热并熔化；前提是所加热的对象须具有良好的导电性能，但硅在常温下是不导电的，接近熔化温度时成为导磁体，才可产生涡流效继而发热熔化。所以需要外用辅助加热器对样芯棒进行预加热到一定炽热温度。现有的对样芯棒进行预加热的方法主要有以下四种：

一、钼丝加热法：将钼丝捆绑在样芯棒端部，通过钼丝在高频电流下导电后发红发热对样芯棒进行加热，由于在样芯棒预热的过程中，需要将钼丝捆绑在样芯棒上，工序复杂、不容易固定，也不容易移除；且炽热的钼丝对样芯棒会产生金属杂质污染。

二、石墨圆片加热法：通过在高频线圈、样芯棒之间加一块石墨圆片，高频线圈对石墨圆片加热，石墨圆片通过辐射热传递对样芯棒进行加热，使之成为导磁体。这种方法由于线圈离样芯棒距离远，加热速度较慢；其次石墨挥发物污染样芯棒，造成检测结果不准确。

三、低阻硅加热法：预热环是用低阻硅制作而成的且中心设有倒锥型通孔的圆柱形状；首先高频线圈对低阻硅加热，低阻硅加热后，通过热辐射对样芯棒进行热传递，从而达到加热样芯棒的目的。此法最大的问题是低阻硅在加热的过程中杂质挥发，对样芯棒反向污染较大；其次低阻硅不易加工成环状结构，脆性太大。

四、石墨叉套石英管：在石墨加热器表面套一层石英管，高频线圈加热石墨叉，石墨叉对样芯棒热传递通过石英管隔离挥发物，但由于石英管与石墨不完全接触，会导致热传递效率低下，加热过程缓慢的缺点。

发明内容

本实用新型提供的一种用于区熔检验炉的样芯棒预热装置，能够解决样芯棒加热缓慢、辅助加热过程中受污染的问题；缩短拉晶时间，减少辅助加热过程中杂质挥发物，提高拉晶效率和检测准确性。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于区熔检验炉的样芯棒预热装置，包括炉体，炉体内设有预热叉，预热叉一端设有弧形开口，另一端设有手柄，预热叉的弧形开口下方设有高频线圈，手柄通过连接部与炉体外部连通。

进一步地，所述预热叉为石墨预热叉，且预热叉的表面设有氮化硅膜层。

进一步地，所述弧形开口的内侧为半圆弧形状，与待预热的样芯棒横截面形状配合。

进一步地，所述预热叉的厚度在7-9mm，弧形开口与待预热的样芯棒之间的间距在1.8-2.5mm。

进一步地，所述手柄为长方体状，其侧棱上设有缺口，缺口处通过钼丝与连接部捆绑。

进一步地，所述预热叉与高频线圈平行设置，两者之间的距离为2mm±0.2mm。

进一步地，所述连接部分为三段式连接，一段与手柄连接，另一段穿过炉体与外部连通，中间一段与两段垂直连接。

进一步地，所述连接部位于炉体外部端连接有手动操作杆。