[發(fā)明專利]一種加工晶體材料時(shí)對坩堝的均溫裝置及其方法

有效

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• 申請日: 2011-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN103160933A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉朝軒;王晨光
• 申請（專利權(quán)）人: 洛陽金諾機(jī)械工程有限公司
• 主分類號(hào): C30B35/00
• 分類號(hào): C30B35/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及一種坩堝的加熱方法，具體地說本發(fā)明涉及一種加工晶體材料時(shí)對坩堝的均溫裝置及其方法。

【背景技術(shù)】

在晶體材料中，多晶硅碎料拉制成為多晶硅棒或多晶硅轉(zhuǎn)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(gè)過程是在一個(gè)密閉的爐體內(nèi)完成的；以多晶硅為例，常規(guī)的方式是，在坩堝下部設(shè)置支撐體，由支撐體旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)坩堝同步旋轉(zhuǎn)，在坩堝外部設(shè)置的加熱套直接對坩堝加熱，然后通過籽晶將坩堝內(nèi)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(huán)境下便會(huì)出現(xiàn)非均勻晶核，而且坩堝自身的旋轉(zhuǎn)還會(huì)出現(xiàn)坩堝內(nèi)的晶液難以保持一個(gè)平坦的固液交界面，拉制中便會(huì)出現(xiàn)晶震現(xiàn)象，使得拉制中獲取的晶棒出現(xiàn)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(zhì)量的一個(gè)重要因素。

同理，藍(lán)寶石的加工方法包括提拉法、坩堝下降法、溫度梯度法、導(dǎo)模法、熱交換法、泡生法等，針對目前對藍(lán)寶石制備的方法，以上制備方法都采用支撐體旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)坩堝同步旋轉(zhuǎn)的方案，坩堝內(nèi)的藍(lán)寶石結(jié)晶過程受到微震使得結(jié)晶過程出現(xiàn)晶震現(xiàn)象而形成部分晶體錯(cuò)位，造成品質(zhì)下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

為了克服背景技術(shù)中的不足，本發(fā)明公開了一種加工晶體材料時(shí)對坩堝的均溫裝置及其方法，本發(fā)明通過在坩堝與加熱套之間設(shè)置旋轉(zhuǎn)的均勻溫度套，均勻溫度套對坩堝加熱，所述坩堝內(nèi)的晶液便可保持一個(gè)平坦的固液交界面，拉制中克服了現(xiàn)有技術(shù)的晶震現(xiàn)象。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種加工晶體材料時(shí)對坩堝的均溫裝置，包括坩堝、加熱套和支撐體，在坩堝外部間隔設(shè)置有加熱套，加熱套的兩側(cè)分別連接有電極A和電極B，在所述坩堝下部設(shè)置有支撐體；在坩堝與加熱套之間設(shè)有均勻溫度套，所述溫度套通過動(dòng)力機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)。

所述的加工晶體材料時(shí)對坩堝的均溫裝置，所述電極A和電極B的其中一個(gè)為正極，另一個(gè)便是負(fù)極。

所述的加工晶體材料時(shí)對坩堝的均溫裝置，所述加熱套的材質(zhì)為石墨、鎢或鉬的任意一種。

所述的加工晶體材料時(shí)對坩堝的均溫裝置，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)第一結(jié)構(gòu)，在均勻溫度套的上端外部設(shè)置外翻邊，外翻邊的下部面上設(shè)置環(huán)形向上凹陷的圓弧槽，在外翻邊的下部設(shè)置托環(huán)，所述托環(huán)的外部由至少三根吊桿連接，所述吊桿上端與爐室上部內(nèi)壁連接，所述托環(huán)的內(nèi)面與均勻溫度套的外部面間隔設(shè)置，在托環(huán)的上部面上設(shè)有對應(yīng)外翻邊圓弧槽的向下凹陷圓弧槽，外翻邊圓弧槽與托環(huán)的圓弧槽之間設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)滾動(dòng)體，在均勻溫度套的下端面上設(shè)有齒面，設(shè)置在爐室下部的支撐座上部通過動(dòng)力軸A的一端固定齒輪A，所述齒輪A與均勻溫度套下部面的齒面齒合，所述動(dòng)力軸A的另一端外接動(dòng)力。

所述的加工晶體材料時(shí)對坩堝的均溫裝置，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)另一替換結(jié)構(gòu)，在均勻溫度套的上端外部設(shè)置外翻邊，外翻邊的下部面上設(shè)置環(huán)形向上凹陷的圓弧槽，在外翻邊的下部設(shè)置托環(huán)，所述托環(huán)的外部由至少三根吊桿連接，所述吊桿上端與爐室上部內(nèi)壁連接，所述托環(huán)的內(nèi)面與均勻溫度套的外部面間隔設(shè)置，在托環(huán)的上部面上設(shè)有對應(yīng)外翻邊圓弧槽的向下凹陷圓弧槽，外翻邊圓弧槽與托環(huán)的圓弧槽之間設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)滾動(dòng)體，在均勻溫度套的上端面上設(shè)有齒面，設(shè)置在爐室上部的支撐座下部通過動(dòng)力軸A的一端固定齒輪A，所述齒輪A與均勻溫度套上端面的齒面齒合，所述動(dòng)力軸A的另一端外接動(dòng)力。

所述的加工晶體材料時(shí)對坩堝的均溫裝置，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)第三替換結(jié)構(gòu)，在均勻溫度套的上端外部設(shè)置外翻邊，外翻邊的下部面上設(shè)置環(huán)形向上凹陷的圓弧槽，在外翻邊的下部設(shè)置托環(huán)，所述托環(huán)的外部由至少三根吊桿連接，所述吊桿上端與爐室上部內(nèi)壁連接，所述托環(huán)的內(nèi)面與均勻溫度套的外部面間隔設(shè)置，在托環(huán)的上部面上設(shè)有對應(yīng)外翻邊圓弧槽的向下凹陷圓弧槽，外翻邊圓弧槽與托環(huán)的圓弧槽之間設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)滾動(dòng)體，在均勻溫度套的下部外緣面上環(huán)繞設(shè)有外緣齒面，設(shè)置在爐室下部的豎動(dòng)力軸B上的齒輪B與均勻溫度套的外緣齒面齒合，豎動(dòng)力軸B的下部外接動(dòng)力。

所述的加工晶體材料時(shí)對坩堝的均溫裝置，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)第四替換結(jié)構(gòu)，在均勻溫度套的下端外部設(shè)置下部外翻邊，下部外翻邊的下部面上設(shè)置環(huán)形槽，在爐室下部設(shè)有至少三個(gè)支撐座，所述支撐座上設(shè)有一個(gè)動(dòng)力轉(zhuǎn)輪，另外的支撐座上設(shè)置為轉(zhuǎn)輪且由軸連接，所述動(dòng)力轉(zhuǎn)輪和轉(zhuǎn)輪對應(yīng)下部外翻邊的環(huán)形槽，動(dòng)力轉(zhuǎn)輪和轉(zhuǎn)輪之間的間距為均勻設(shè)置，其中動(dòng)力轉(zhuǎn)輪通過動(dòng)力軸A的一端連接在支撐座上，動(dòng)力軸A的另一端外接動(dòng)力。