[發明專利]一種用于正壓晶體生長爐的操作及觀察窗口

有效

• 申請號: 201210438699.0
• 申請日: 2012-11-06
• 公開（公告）號: CN102925962A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 曹建偉;傅林堅;歐陽鵬根;石剛;陳明杰;王丹濤;邱敏秀;蔣慶良
• 申請（專利權）人: 浙江晶盛機電股份有限公司
• 主分類號: C30B13/00
• 分類號: C30B13/00
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

技術領域

本發明是關于一種非金屬晶體制造設備中的一個部分，特別涉及一種用于正壓晶體生長爐的操作及觀察窗口。

背景技術

?晶體生長爐是一種用于人工晶體生長的設備，按照晶體生長氛圍壓力，可分為負壓晶體生長爐、微正壓晶體生長爐以及正壓晶體生長爐等。正壓區熔爐是一種典型的正壓單晶硅生長爐，它利用線圈將原料硅棒局部加熱熔化，熔區依靠熔硅的表面張力和加熱線圈提供的磁托浮力而處于懸浮態，然后從熔區下方利用旋轉著的籽晶將熔硅拉制成單晶硅。懸浮區熔時，熔區呈懸浮狀態，不與任何物質相接觸，因而不會被沾污。此外，由于硅中雜質的分凝效應和蒸發效應，可以獲得高純硅單晶。

由于區熔生長法的特殊性，到目前區熔單晶爐自動長晶工藝尚不成熟，區熔硅單晶生長的過程中，需要拉晶人員根據熔區狀態進行功率、生長速度和轉速等工藝參數的調整，這要求區熔爐提供一個拉晶人員便于觀察的觀察窗口。同時為了方便爐室清理以及加熱線圈等設備的更換和維護，還需要區熔爐提供一個操作及維護窗口。由于區熔爐爐內充滿保護氣體或摻雜氣體，絕對壓力達到5bar以上，這對觀察窗口的密封性、安全性都提出了很高的要求：摻雜氣體泄漏、觀察窗口玻璃破碎等都將嚴重威脅拉晶人員人身安全。

傳統的晶體生長爐觀察窗口中，最典型的是直拉硅單晶爐以及多晶硅鑄錠爐觀察窗口。中國專利CN?201648563U公開了一種鍍金隔熱單晶爐視窗，采用雙層玻璃結構：內層玻璃為石英玻璃，外層玻璃采用鍍金玻璃隔熱，中間為空氣。這種結構主要用于負壓的單晶生長爐觀察窗，無法滿足正壓的密封和承壓要求，且鍍金玻璃價格高，隔熱效果無法達到水冷的效果，無法滿足拉晶人員長時間、近距離觀察的要求。中國專利CN?102296357A公開了一種拉晶爐觀察窗，采用單層鍍膜玻璃，也無法滿足要求。中國專利CN?102181942A、CN?102212886A、CN?101274759B等均為單晶爐或多晶硅鑄錠爐觀察窗口，利用攝像頭成像的形式觀察，而區熔單晶爐中由于熔區處于線圈中間，攝像機無法成像，這種結構也無法滿足要求。而在現有的區熔單晶爐的操作及觀察窗口中，操作窗口及觀察窗口分別為兩個窗口，不利于結構集成，且其觀察窗口較小，承受壓力較低，無法滿足大直徑區熔爐中5bar以上壓力的要求。實有必要開發一種滿足大直徑區熔硅單晶爐的操作及觀察窗口。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術中的不足，提供一種方便拉晶人員清理爐膛、設備維護和更換的用于正壓晶體生長爐的操作及觀察窗口。為解決上述技術問題，本發明的解決方案是：

提供一種用于正壓晶體生長爐的操作及觀察窗口，包括窗口玻璃，所述操作及觀察窗口還包括爐室法蘭、壓板、墊片、觀察窗口座和操作窗口座；所述壓板包括中層玻璃壓板和外層玻璃壓板，窗口玻璃包括內層玻璃、中層玻璃和外層玻璃；所述外層玻璃固定在中層玻璃壓板和外層玻璃壓板之間，中層玻璃固定在觀察窗口座和中層玻璃壓板之間，內層玻璃固定在觀察窗口座上，觀察窗口座固定在操作窗口座中間，操作窗口座與爐室法蘭連接；窗口玻璃與觀察窗口座、壓板之間，以及窗口玻璃之間設有墊片；在操作窗口座內設有循環水道，外表面上設有操作窗口進水口和操作窗口出水口；中層玻璃壓板上設有觀察窗口進水口和觀察窗口出水口；爐室法蘭固定在爐體上。

作為進一步的改進，所述觀察窗口進水口位于中層玻璃壓板的下方，觀察窗口出水口位于中層玻璃壓板的上方。

作為進一步的改進，所述的墊片有5塊：內層玻璃與觀察窗口座之間的墊片為全氟橡膠墊片，內層玻璃與中層玻璃、中層玻璃與中層玻璃壓板、中層玻璃壓板與外層玻璃、外層玻璃與外層玻璃壓板之間的墊片為聚四氟乙烯墊片。

作為進一步的改進，所述中層玻璃壓板通過螺釘固定在觀察窗口座上，外層玻璃壓板通過螺釘固定在中層玻璃壓板上。

作為進一步的改進，所述操作窗口座與爐室法蘭通過鉸鏈連接；操作窗口座與爐室法蘭的貼合平面上至少各有2個對應孔位，能通過固定螺釘固定操作窗口座與爐室法蘭。

作為進一步的改進，所述內層玻璃是厚度不少于35mm的硼硅酸或者鋁硅酸玻璃。

作為進一步的改進，所述中層玻璃和外層玻璃是厚度不少于5mm的石英玻璃。

作為進一步的改進，所述操作窗口座是中間設有沉肩的不銹鋼材質的圓盤，厚度不少于30mm。

作為進一步的改進，所述沉肩的直徑不小于200mm，深度大于內層玻璃的厚度。

作為進一步的改進，所述操作窗口座內表面設有至少一個燕尾槽型的O型圈槽和0型圈。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：