[發(fā)明專利]晶體定向生長熱均衡裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210299507.2
• 申請日: 2012-08-13
• 公開（公告）號: CN103590095A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設計）人: 王有林
• 申請（專利權）人: 上海仁翔新材料科技有限公司
• 主分類號: C30B11/00
• 分類號: C30B11/00;B22D27/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明適用于各種熔煉、冶煉行業(yè)；單晶、多晶硅、類單晶(準單晶)鑄錠技術；藍寶石等晶體生長環(huán)境所需的溫度控制等領域。

背景技術

冶煉、鑄錠技術，先是通過加熱熔化各原材料，然后降溫冷卻，鑄錠成形。根據(jù)不同材料特性，及工藝要求，有些冷卻的部位需要有先后順序關系，定向凝結(jié)，及相關溫度梯度。

目前的普遍的多晶硅鑄錠的散熱方式多是采用：或提升隔熱籠、或提升加熱體、或下拉坩堝等方式。這樣的缺點是：1.散熱面、散熱區(qū)域較多，存在多面、多方向性散熱，不能有效集中在坩堝底部，不能完全實現(xiàn)鑄錠時要先從底部開始定向凝結(jié)的技術要求；2.因為散熱區(qū)域廣泛，能量損耗大；3.因為散熱方式所存在的不均勻性，導致坩堝底部溫度控制的均勻性和精確度很難保證。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了改善目前鑄錠冷卻方式上存在的多種不足，完全有效的實現(xiàn)定向凝結(jié)，和精確的溫度梯度控制；生產(chǎn)過程中無需坩堝和隔熱籠運動，減少了雜質(zhì)侵入途徑同時減少散熱途徑，更加有利于加強保溫從而降低能耗，降低了生產(chǎn)成本。

本發(fā)明為了實現(xiàn)以上目的，采用如下設計方案：使用單獨的散熱機構安置在坩堝支撐平臺底部，定向散熱；通過四方向同步開合隔板，調(diào)整隔板開合的速度及隔板開合尺寸大小來實現(xiàn)散熱及對溫度的精確控制。通過從中心區(qū)域向邊緣散熱的精確可控性，可以實現(xiàn)晶體生長所需的溫度梯度分布及相應的精確控制。散熱過程中，除該單獨的散熱機構外，不調(diào)整其他任何機構及相關位置，沒有其他的能量損失途徑。

所述散熱機構安置在坩堝支撐平臺底部，定向散熱。

所述開合隔板為四方向同步運動。

本發(fā)明在散熱過程中，除該單獨的散熱機構外，不調(diào)整其他任何機構及相關位置，沒有其他的能量損失途徑，同時減少雜質(zhì)揮發(fā)給物料本身帶來的污染；加裝下部熱均衡裝置后，長晶過程中隔熱籠不需要提升后，可以壓縮爐內(nèi)所需的空間，減少配套設施和相關材料應用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構原理示意圖；

圖2是本發(fā)明的裝配完成示意圖。

圖中：1.裝料坩堝及附件，2.支撐平臺，3.上層運動隔板，4.齒輪，5.下層運動隔板，6.齒條，7.同步從動軸，8.同步鏈條，9.驅(qū)動裝置，10.主動軸，11.冷卻平臺。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于具體實施例。

實施例

晶體定向生長熱均衡裝置，設計單獨的散熱機構來進行散熱，散熱過程中除該散熱機構外不改變及調(diào)整其他任何機構及部件間相關參照位置，從而避免了因位置調(diào)整而帶來的影響整個溫場的穩(wěn)定及相關參數(shù)的變化。同時避免了除該單獨散熱機構外的其他散熱途徑，降低因此所產(chǎn)生的能耗。

該散熱機構安置在裝料坩堝及附件下(1)的支撐平臺(2)下面，只固定對坩堝的底部按工藝需要進行定向散熱。

該散熱機構的散熱開關由四方向運動隔板組成，分上下多層，當上運動隔板(3)、下運動隔(5)板兩兩合攏時，處于保溫狀態(tài)；當上運動隔板(3)、下運動隔(5)板兩兩分開時，此時坩堝平臺底部中心位置會形成一個四方形孔洞，坩堝底部的熱量直接通過這個孔洞向外擴散。

該散熱機構的四方向運動隔板下面，有一冷卻平臺(11)，從隔板孔洞中向外擴散出來的熱量直接輻射到冷卻平臺(11)上被帶走。

該散熱機構的四方向運動隔板(3)、(5)采用同步開合，維持孔洞開口一直成正方形(此形狀根據(jù)散熱平臺不同或散熱工藝需求可有圓形、橢圓形、菱形等變形應用)，保證散熱過程是：先從坩堝底部中心開始冷卻，均勻向外四周擴散。

四方向隔板的同步機構采用：一根主動軸(10)通過同步鏈條(8)帶動其他同步從動軸(7)運動，實現(xiàn)同動同止。每根軸上裝有齒輪(4)，每塊運動隔板上兩邊裝有齒條(6)，通過軸上的齒輪(4)分別嚙合隔板上的齒條(6)驅(qū)動運動隔板運動。主動軸(10)上裝有驅(qū)動裝置(9)，如此，電機的正、反轉(zhuǎn)帶動了四方向運動隔板同步進行開、合動作。