[实用新型]一种单晶炉用组合坩埚

说明书

本实用新型公开一种单晶炉用组合坩埚，包括相互扣合的埚筒和埚碗，所述埚筒包括上埚环、下埚环、N根埚条以及2N个紧固件，N根所述埚条的两端分别可拆卸的连接所述上埚环和下埚环并形成筒状结构，相邻两根所述埚条之间具有间隙，所述下埚环可拆卸的连接埚碗；其中N个所述紧固件连接所述上埚环与埚条的一端，另外N个所述紧固件连接所述下埚环与埚条的另一端。本实用新型采用上埚环、下埚环、多条埚条以及紧固件实现埚筒的整体结构设计，结构简单，安装拆卸方便；在制造半导体硅单晶的过程中出现埚筒局部破损或失效时，只需更换部分埚条或上埚环、下埚环，而不会造成整个坩埚报废，节约了碳‑碳复合材料资源，降低了半导体硅单晶的生产成本。

技术领域

本实用新型涉及半导体硅单晶制造技术领域，具体是一种单晶炉用组合坩埚。

背景技术

半导体硅单晶的制造大多采用直拉(Czochralski)法(简称CZ法)，CZ法中硅单晶生长过程为：将多晶硅装入石英坩埚内，加热熔化，然后将熔硅稍微降温，给予一定的过冷度，将一支特定晶向的硅单晶体(称做籽晶)与熔体硅接触，通过调整熔体的温度和籽晶向上提升速度，使籽晶放肩长大至目标直径时，调整提升速度，使单晶体以恒定的直径生长，生长过程接近完成时，通过增加晶体的提升速度和调整对埚的供热，使晶体直径渐渐减少形成一个锥体，当锥尖足够小时，晶体就会与熔体脱离，从而完成晶体的生长过程。在单晶硅棒拉制过程中，炉内温度高达1550℃左右，此时，石英坩埚会变软，需要靠外面的坩埚承托，拉晶后残留的石英坩埚常紧贴外面的承托坩埚内壁。

传统的承托坩埚即单晶炉用坩埚有整体埚、两瓣埚、三瓣埚、两节埚或多节埚。一方面，整体埚、两瓣埚、三瓣埚在局部破损或失效后会使得整个埚报废，两节埚或多节埚在局部破损或失效后会使得整节埚或多节埚报废，这样对未破损或未失效的部分来说是极大的浪费。另一方面，由于石英坩埚是一次性工装，必须逐炉更换，当承托坩埚为整体结构时，则石英坩埚去除较为困难，去除时甚至损坏坩埚埚体；当坩埚埚体采用多瓣结构时，如石墨坩埚，因其力学性能较差，在高温环境中使用，要承托石英坩埚及原材料的重量，并处于旋转状态，在外力的作用下容易发生破裂。

中国专利CN201420512775.2中公开了一种四节式炭素材料组合坩埚，包括炭-炭坩埚、石墨坩埚，炭-炭坩埚由炭-炭坩埚上段、炭-炭坩埚中段和炭-炭坩埚下段对接构成。此方案中的坩埚为四节坩埚，承接坩埚的破损通常发生在两节坩埚的对接处，这样，当对接处的坩埚部分破损也容易造成整体报废的情况，造成浪费，而且采用该方案对提高加热器的热辐射效率有限。因此，有必要设计一种新型的单晶炉用组合坩埚。

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组合坩埚，能够有效降低材料的浪费、降低硅单晶的生产成本，还能有效提高加热器的热辐射效率。

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：一种单晶炉用组合坩埚，包括相互扣合的埚筒和埚碗，所述埚筒包括上埚环、下埚环、N根埚条以及2N个紧固件，其中，

N根所述埚条的两端分别可拆卸的连接所述上埚环和下埚环并形成筒状结构，相邻两根所述埚条之间具有间隙，所述下埚环可拆卸的连接埚碗的口端，筒状结构与埚碗2内部共同围设形成一个容纳腔；

其中N个所述紧固件连接所述上埚环与埚条的一端，另外N个所述紧固件连接所述下埚环与埚条的另一端。

进一步的，所述上埚环的截面和下埚环的截面为镜像结构或旋转对称结构。

进一步的，所述上埚环和下埚环靠近所述埚条的一端均开设有埚槽、另一端的内侧或外侧均开设有定位台阶；所述上埚环和下埚环位于所述埚槽的两侧壁上开设有贯穿的固定孔；

所述埚条端部夹持于所述埚槽内部，并通过穿设于固定孔内的紧固件固定；所述定位台阶与所述埚碗开口端部的台阶配合以限定两者之间的径向移动。

进一步的，所述固定孔为销钉孔，所述紧固件为销钉。