[發明專利]一種加工晶體材料時對坩堝的均勻加熱裝置及其方法

有效

• 申請號: 201110443440.0
• 申請日: 2011-12-18
• 公開（公告）號: CN103160932A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 劉朝軒;王晨光
• 申請（專利權）人: 洛陽金諾機械工程有限公司
• 主分類號: C30B35/00
• 分類號: C30B35/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明涉及一種坩堝的加熱方法，具體地說本發明涉及一種加工晶體材料時對坩堝的均勻加熱裝置及其方法。

【背景技術】

在晶體材料中，多晶硅碎料拉制成為多晶硅棒或多晶硅轉換為單晶硅均需要使用坩堝，通過拉制或使用坩堝下降法使多晶生長為單晶；這個過程是在一個密閉的爐體內完成的；以多晶硅為例，常規的方式是，在坩堝下部設置支撐體，由支撐體旋轉并帶動坩堝同步旋轉，在坩堝外部設置的加熱套直接對坩堝加熱，然后通過籽晶將坩堝內的多晶硅拉制成為多晶硅棒；在這一過程中，受到坩堝與加熱套間距的限制，加熱套在對坩堝加熱中，坩堝四周的外緣面容易形成部分距離較近處較熱，其它相對于較熱部分的溫度較冷，這種環境下便會出現非均勻晶核，而且坩堝自身的旋轉還會出現坩堝內的晶液難以保持一個平坦的固液交界面，拉制中便會出現晶震現象，使得拉制中獲取的晶棒出現明顯的不等徑，使得獲取的晶棒成品率較低；這也是決定晶體成品質量的一個重要因素。

同理，藍寶石的加工方法包括提拉法、坩堝下降法、溫度梯度法、導模法、熱交換法、泡生法等，針對目前對藍寶石制備的方法，以上制備方法都采用支撐體旋轉帶動坩堝同步旋轉的方案，坩堝內的藍寶石結晶過程受到微震使得結晶過程出現晶震現象而形成部分晶體錯位，造成品質下降。

【發明內容】

為了克服背景技術中的不足，本發明公開了一種加工晶體材料時對坩堝的均勻加熱裝置及其方法，本發明通過改變現有的坩堝旋轉方式，將坩堝設置為靜態的也就是坩堝不旋轉，晶液便可保持一個平坦的固液交界面，將加熱套利用旋轉裝置帶動形成對坩堝的均勻加熱；本發明結構設置較為合理，實現了對坩堝的均勻加熱的目的。

為了實現上述發明的目的，本發明采用如下技術方案：

一種加工晶體材料時對坩堝的均勻加熱裝置，包括坩堝、支撐體、加熱套、碳刷A、碳刷B和導電環，所述坩堝設置在支撐體上端，在坩堝外部間隔設有旋轉的加熱套，所述加熱套通過碳刷A、碳刷B聯通兩導電環，兩導電環分為正極和負極。

所述的加工晶體材料時對坩堝的均勻加熱裝置，所述旋轉的加熱套，在加熱套的上部外緣設有上外凸出環，上外凸出環的下部面上設置環形向上凹陷的圓弧槽，在上外凸出環的下部設置托環，所述托環的外部由至少三根支撐桿的一端連接，所述支撐桿的另一端與爐室上部內壁或爐室的下部內壁連接形成對托環的固定結構，所述托環的內面與加熱套的外部面間隔設置，在托環的上部面上設有對應上外凸出環圓弧槽的向下凹陷圓弧槽，上外凸出環圓弧槽與托環的圓弧槽之間設有復數個滾動體，在上外凸出環的外緣面上設有齒面A，設置在爐室下部的動力軸A上部設置的齒輪與上外凸出環的齒面A齒合，動力軸A下部連接動力。

所述的加工晶體材料時對坩堝的均勻加熱裝置，所述旋轉的加熱套另一替換結構，在加熱套的上端面上設有齒面B，齒輪座設置在爐室上部，齒輪座的下部設有齒輪，齒輪與齒面B齒合，動力軸B的一端與齒輪連接，動力軸B的另一端外接動力。

所述的加工晶體材料時對坩堝的均勻加熱裝置，加熱套的下部面兩側分別設有碳刷A、碳刷B，碳刷A和碳刷B與爐室底部內外間隔設置的兩導電環滑動連接形成加熱套的供電結構。

所述的加工晶體材料時對坩堝的均勻加熱裝置，在內外兩導電環的上部面上分別設有內槽和外槽，所述碳刷A和碳刷B分別與內槽和外槽滑動連接。

所述的加工晶體材料時對坩堝的均勻加熱裝置，兩導電環分別設置在電連接環上部面的內外環面上。

一種加工晶體材料時對坩堝的均勻加熱方法，坩堝靜態設置在支撐體上端，在坩堝的外部間隔設置有加熱套，加熱套兩側下部設置的碳刷A和碳刷B18分別連接兩導電環，兩導電環分為正極和負極，由正極和負極為加熱套提供電能使加熱套產生熱能；所述加熱套通過動力軸帶動的齒輪旋轉，由加熱套傳遞熱能給靜態的坩堝，不會出現位移的坩堝獲取較為均勻的加熱溫度，坩堝內的晶體料也獲取較為均勻的加熱溫度并保持一個平坦的固液交界面。

通過上述公開內容，本發明的有益效果是：

本發明所述的加工晶體材料時對坩堝的均勻加熱裝置及其方法，通過改變現有的坩堝旋轉方式，將坩堝設置為靜態的也就是坩堝不旋轉，坩堝便沒有震動，所述坩堝也不會出現位移導致的歪斜，晶液便可保持一個平坦的固液交界面，將加熱套利用旋轉裝置帶動形成對坩堝的均勻加熱；本發明結構設置較為合理，實現了對坩堝的均勻加熱的目的。

【附圖說明】

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明的加熱套另一轉動方式結構示意圖；