[發明專利]改進的直拉單晶爐加熱器結構

無效

• 申請號: 200910099829.0
• 申請日: 2009-06-22
• 公開（公告）號: CN101580962A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發明（設計）人: 曹建偉;張俊;朱亮;邱敏秀
• 申請（專利權）人: 上虞晶盛機電工程有限公司
• 主分類號: C30B15/14
• 分類號: C30B15/14
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司
• 代理人: 唐銀益

技術領域

本發明涉及一種加熱器裝置，更具體的說，是涉及一種直拉單晶爐的石墨加熱器的改進結構。

背景技術

直拉單晶制造法(Czochralski，CZ法)是把原料多硅晶塊放入石英坩堝中，在單晶爐中加熱融化，再將一根直徑只有10mm的棒狀晶種(籽晶)浸入熔液中。在合適的溫度下，熔液中的硅原子會順著晶種的硅原子排列結構在固液交界面上形成規則的結晶，成為單晶體。把晶種微微的旋轉向上提升，熔液中的硅原子會在前面形成的單晶體上繼續結晶，并延續其規則的原子排列結構。若整個結晶環境穩定，就可以周而復始的形成結晶，最后形成一根圓柱形的原子排列整齊的硅單晶晶體，即硅單晶錠。

目前單晶爐大都采用石墨加熱器對石英坩堝內的多晶原料進行加熱熔化。普通石墨加熱器為一個環形的石墨上進行均勻開槽，然后在電極腿上通電加熱，一般電壓小于60VDC，22英寸熱場最大加熱功率在165kw。這種加熱器軸向電阻均勻，發熱功率軸向均勻，大的熱場考慮拉晶時熱場梯度需要，在環形加熱器下面再安裝一個底部石墨加熱器，如24英寸熱場底部施加最大20kw的底部加熱功率。目前國內22英寸熱場都是單加熱器結構，24英寸及以上熱場是雙加熱器結構。這樣的設置增加了設備投入，且操作復雜化。

發明內容

本發明的目的在于，克服現有技術中的不足，提供一種改進的直拉單晶爐加熱器結構。

本發明中改進的直拉單晶爐加熱器結構，包括在軸線方向上布置了交互且均勻開槽的環形石墨加熱器，在環形石墨加熱器上設置一個減薄加熱段，減薄加熱段的徑向橫截面積為加熱器其余部位的徑向橫截面積的2/3～3/4；所述減薄加熱段是指從加熱器的底部起至總高度的1/5～1/4處的部分。

作為一種改進，所述減薄加熱段與加熱器其余部位具有相同的徑向厚度，減薄加熱段的開槽寬度大于加熱器其余部位的開槽寬度。

作為一種改進，所述減薄加熱段與加熱器其余部位具有相同的開槽寬度，減薄加熱段的徑向厚度小于加熱器其余部位的徑向厚度。

作為一種改進，所述減薄加熱段的開槽寬度大于加熱器其余部位的開槽寬度，減薄加熱段的徑向厚度小于加熱器其余部位的徑向厚度。

本發明的有益效果在于：

改進型的加熱器在原環形加熱器的基礎上，在加熱器高度的下段1/5～1/4的部分，對發熱片進行減薄1/4～1/3，以此來改變加熱器軸向電阻的分布。由于加熱器通0～60VDC的直流電工作，因此使得加熱功率在加熱器的減薄處增加，軸向分布得到改變，間接在環形加熱器底部形成一個附加的底部加熱器功能，從而通過單個石墨加熱器的結構設計但能達到原有技術中環形底部加熱器加底部底部加熱器的兩個加熱器的效果。不僅減少了設備投入，也降低了石墨加熱器的制造成本，簡化操作程序。

附圖說明

圖1是現有標準的環形石墨加熱器結構示意圖；

圖2是圖1中環形石墨加熱器的俯視圖；

圖3是與環形石墨加熱器配合使用的底部加熱器的結構示意圖；

圖4是本發明中一種加熱器的結構示意圖；

圖5是本發明中另一種加熱器的結構示意圖；

圖6是圖5中A-A向的剖面圖。

具體實施方式

結合附圖，下面對本發明進行詳細說明。

具體實施例1中的直拉單晶爐的石墨加熱器的改進結構如圖4所示：

在普通的環形石墨加熱器上設置一個減薄加熱段，減薄加熱段的徑向橫截面積為加熱器其余部位的徑向橫截面積的2/3～3/4；所述減薄加熱段是指從加熱器的底部起至總高度的1/5～1/4處的部分。減薄加熱段與加熱器其余部位具有相同的徑向厚度，減薄加熱段的開槽寬度大于加熱器其余部位的開槽寬度。

具體實施例2中的直拉單晶爐的石墨加熱器的改進結構如圖5、6所示：

在普通的環形石墨加熱器上設置一個減薄加熱段，減薄加熱段的徑向橫截面積為加熱器其余部位的徑向橫截面積的2/3～3/4；所述減薄加熱段是指從加熱器的底部起至總高度的1/5～1/4處的部分。減薄加熱段與加熱器其余部位具有相同的開槽寬度，減薄加熱段的徑向厚度小于加熱器其余部位的的徑向厚度。

只要保持減薄加熱段的徑向截面積一致，使用這兩種種方法的效果是一樣的。

同樣道理，也可以得到具體實施例3的內容：