[實用新型]一種用于區域熔煉提純裝置和用于該裝置的提純石英管

有效

• 申請號: 201120258490.7
• 申請日: 2011-07-20
• 公開（公告）號: CN202214441U
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 梁作儉
• 申請（專利權）人: 梁作儉
• 主分類號: C30B13/20
• 分類號: C30B13/20;C30B13/14;C22B9/02
• 代理公司: 廣州圣理華知識產權代理有限公司 44302
• 代理人: 頓海舟

技術領域

本實用新型涉及一種用于區域熔煉提純裝置，以及運用于該區域熔煉提純裝置的提純石英管。

背景技術

區熔提純是1952年蒲凡(W.G.Pfann)提出的一種物理提純方法。它是利用含雜質的晶態物質熔化后再結晶時，雜質在結晶的固體和未結晶的液體中濃度是不同的這種現象，將物料局部熔化形成狹窄的熔區，并令其沿錠長從一端緩慢地移動到另一端，重復多次使雜質盡量被集中在尾部或頭部，進而達到提純材料的目的，是制備超純半導體材料、高純金屬的重要方法。

區域熔煉的典型方法是將被提純的材料制成長度為0.5～3m(或更長些)的細棒，通過高頻感應加熱，使一小段固體熔融成液態，熔融區液相溫度僅比固體材料的熔點高幾度，稍加冷卻就會析出固相。熔融區沿軸向緩慢移動(每小時幾至十幾厘米)。雜質的存在一般會降低純物質的熔點，所以熔融區內含有雜質的部分較難凝固，而純度較高的部分較易凝固，因而析出固相的純度高于液相。隨著熔融區向前移動，雜質也隨著移動，最后富集于棒的一端，予以切除。一次區域熔煉往往不能滿足所要求的純度，通常須經多次重復操作，或在一次操作中沿細棒的長度依次形成幾個熔融區。

目前，區熔熔煉提純設備如圖1所示，是利用電機2帶動加熱線圈3進行緩慢直線運動(1-3mm/hr)，通過加熱線圈和提純材料之間的相對直線運動，來實現狹窄熔區(20mm-50mm)的移動，這種區域熔煉設備所采用的石英管為總長度約為500mm條狀圓柱形石英管，當多個熔區(如4個熔區，總寬度300mm)同時進行區熔時，則加熱線圈的實際行程為石英管的總長度與多個熔區的總長度，會導致加熱線圈會多走一段無效行程，延長了提純時間。同時，現有設備結構較為復雜且占地面積較大，部分加熱線圈熱量浪費，而且對于熔區寬度和加熱溫度的穩定控制難度較大。同時，由于在工作時，是加熱裝置在移動，這使得連接在加熱裝置電線、冷卻管也需要跟著移動，從而對電線和管道的布線要求較高，系統可靠性偏低。

實用新型內容

本實用新型的第一個目的是為了消除加熱裝置不必要的行程，節省電能，提高效率而提出的一種用于區域熔煉提純裝置。本實用新型的另一個目的是提出了一種應用區域熔煉提純裝置的提純石英管。

為了實現本實用新型的第一個目的，本實用新型第一個方案的技術特征如下：

一種用于區域熔煉提純裝置，包括提純石英管和加熱裝置，提純石英管為圓環形，加熱裝置沿提純石英管均勻分布設置，還包括用于驅動提純石英管圍繞圓心轉動的驅動裝置。

為了實現本實用新型的第二個目的，本實用新型的第二個方案技術特征如下：

一種用于區域熔煉提純裝置的提純石英管，圓環形石英管是由多個弧形石英管真空密封連接而成。

由于采用了由多個弧形石英管構成的提純石英管，成圓環狀，節省了空間；同時，加熱裝置且在驅動裝置的幫助下，轉動圓環形提純石英管，使得加熱裝置一直在圓環形石英管內，避免了不必要的行程，節省了能量，提高了工作效率。

附圖說明

圖1背景技術所使用的條形石英管區域熔煉裝置示意圖；

圖2本實用新型所使用的用于區域熔煉提純裝置；

圖3本實用新型所使用的提純石英管；

圖4本實用新型所使用的弧形石英管；

圖5本實用新型所使用的提純石英管的橫截面。

具體實施方式

如圖2所示，本實用新型公布的用于區域熔煉提純裝置，包括提純石英管1和加熱裝置3，所述提純石英管1為圓環形，所述加熱裝置3沿所述提純石英管1均勻分布設置，還包括用于驅動提純石英管圍繞圓心轉動的驅動裝置2。如圖3和圖4所示，提純石英管1由兩個或兩個以上弧形石英管11真空密封連接而成。如圖5所示，提純石英管1的橫截面可以是圓形。

如圖2所示，在實際運用中，針對需要多次提純的情況，可以沿所述提純石英管1，以一定的角度布置多個加熱裝置3，每個加熱裝置3就相當于一次提純。同時，為了提純石英管1更加平穩的轉動，可以沿提純石英管1按一定的角度布置的支持裝置4。

在使用本實用新型的區域熔煉提純裝置進行區域熔煉提純，是以以下的步驟實現的：

1、將所要提純原料裝入兩個弧形石英管11中，弧形石英管11直徑在30-100mm左右，利用真空泵對提純石英管1進行抽真空，真空度達到1Pa以下，利用氫氧焰將提純石英管1接口融化和焊接在一起，形成提純石英管1。

2、將提純石英管1放置于支撐裝置4和驅動裝置2之上，保證提純石英管1可以在支撐裝置4上由電機驅動旋轉。