[实用新型]一种单晶炉用保温筒结构及单晶炉

说明书

本实用新型公开一种单晶炉用保温筒结构及单晶炉，包括底部高温板、下保温筒、中保温筒、上保温筒以及上保温板，上保温筒包括上外保温筒和上内保温筒，上外保温筒连接提升机构并能在提升机构的驱动作用下做上下往复移动。本实用新型通过将上保温筒分为上外保温筒和上内保温筒，在熔料阶段，上外保温筒扣合在中保温筒的顶部，上保温筒的厚度大于或等于中保温筒的厚度，从而减少热量的散失，进而减少硅料的熔料时间，降低能耗；在等径生长阶段，上外保温筒在提升机构的作用下向上提升，此时上保温筒的厚度小于中保温筒的厚度，从而降低热场上部的温度，提高热场的纵向温度梯度，进而提高晶体的等径生长速度，降低单晶硅棒生产的能耗。

技术领域

本实用新型涉及直拉单晶炉技术领域，具体是一种单晶炉用保温筒结构及单晶炉。

背景技术

直拉单晶炉是一种硅的定向凝固设备，其功能是将单晶硅按照设定工艺经过熔料、引晶、放肩、转肩、等径和收尾几个阶段后成为有一定晶体生长方向的晶棒。直拉单晶炉是一种能耗较高、工时较长的生产设备，在同样的晶体方向及晶体尺寸条件下，缩短工时、减少能耗是希望得到改善的。保温筒作为直拉单晶炉中重要的组成部分，对晶体的生长有很大的影响，其在直拉单晶炉中的主要作用是保温隔热，减少热量散失，以降低能耗。

现有的一种保温筒结构中，为了提高硅单晶等径生长的速度，将上保温筒做的比较薄(约30mm)，虽然可以提高热场纵向的温度梯度，从而提高等径生长的速度，但是在硅料熔料阶段，由于上保温筒保温效果差，热量散失多，使得熔料时间较长，能耗较高。

现有的另一种保温筒结构中，为了减少硅料的熔料时间，以降低能耗，将上保温筒做的比较厚(和中保温筒一样厚，60至80mm)。在熔料阶段虽然可以减少硅料的熔料时间，但是热场纵向的温度梯度小，从而导致等径生长的速度较低，等径生长时间较长，能耗仍较高。

实用新型内容

本实用新型针对所要解决的技术问题，提供一种新型的单晶炉用保温筒结构及单晶炉，既能在熔料阶段减少熔料时间，降低能耗，又能在等径生长阶段提高热场纵向的温度梯度，减少等径生长时间，降低能耗。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种单晶炉用保温筒结构，包括相互匹配并依次连接的底部高温板、下保温筒、中保温筒、上保温筒以及上保温板，所述上保温筒包括相互平行的上外保温筒和上内保温筒，所述上内保温筒固定于所述中保温筒的顶部，所述上外保温筒固定连接提升机构并能在所述提升机构的驱动作用下相对于所述上内保温筒做上下往复移动。

进一步的，所述提升机构包括一端与所述上外保温筒连接的固定支架，所述固定支架的另一端连接在连接臂的一端，所述连接臂的另一端连接在连接管的一端，所述连接管的另一端连接提升套管的一端，所述提升套管另一端连接到笔形气缸；

提升套管、连接管、连接臂、固定支架在所述笔形气缸的作用下同时上下往复移动。

进一步的，所述上外保温筒和所述上内保温筒的厚度之和大于或等于所述中保温筒的厚度，所述上内保温筒的厚度小于所述中保温筒的厚度。

进一步的，所述上外保温筒和所述上内保温筒相互平行，且二者之间的间隙为1～5mm，进一步优选为3mm。

进一步的，所述上外保温筒的厚度为30～50mm，所述上内保温筒的厚度为30～45mm，由此可知，上保温筒的厚度为60～95mm。

进一步的，所述固定支架与上外保温筒之间通过固定组件固定连接。

进一步的，所述固定组件为采用碳/碳复合材料制作的螺栓螺母。

本实用新型还提供一种单晶炉，包括单晶炉腔体以及内置于所述单晶炉腔体的加热器、托杆轴、埚托、石英坩埚、导流筒以及籽晶拉杆，还包括如上文所述的单晶炉用保温筒结构，所述单晶炉用保温筒结构的外沿贴近所述单晶炉腔体的内壁，所述石英坩埚、托杆轴、埚托相对于所述单晶炉腔体做上下往复移动。