[實用新型]一種直拉單晶爐熱場系統用的保溫桶

有效

• 申請號: 201220383169.6
• 申請日: 2012-08-03
• 公開（公告）號: CN202808995U
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 趙祥志;沈鐳;高廣穎;李靖靖;李崇新;趙峰
• 申請（專利權）人: 益陽祥瑞科技有限公司
• 主分類號: C30B15/00
• 分類號: C30B15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及石墨固化氈技術領域，尤其是指一種直拉單晶爐熱場系統用的保溫桶。

背景技術

1917年，切克勞斯基（J.Czochralski）發表了用直拉法從烙體中生長單晶體的論文，為用直拉法生長硅單晶奠定了理論基礎，從此，直拉單晶設備——直拉單晶爐飛速發展，最初的直拉單晶爐用高頻加熱，這種形式的單晶爐稱為外熱式直拉單晶爐，最初的外熱式直拉單晶爐粗糙簡單，以后在發展過程中不斷改進，增加了坩堝的旋轉和一些附屬件，張于使外熱式直拉單晶爐初具規模，但是，這種形式的直拉單晶爐對進一步擴大硅單晶生產阻礙較大，因此，在發展中出現了內熱式直接單晶爐，內熱式直拉單晶爐用高純石墨作發熱體，發熱體用保溫材料保溫，放在密封水冷的不銹鋼爐腔內，發熱體通過大電流產生高溫使多晶硅熔化。

同時直拉硅單晶生長技術的發展也促進了直拉硅單晶生長設備的發展，最初的直接單晶爐裝料量只有一百多克多晶硅，石英坩堝的直徑40毫米至6毫米，拉制的硅單晶長度只有幾厘米到十幾厘料，現在，直拉單晶爐一般可裝多晶硅45公斤，最多的可達300公斤，石英坩堝直徑達350毫米，單晶直徑達150毫米，長度近2米。隨著硅單晶在高技術應該用領域的不斷推廣，對單晶體的需求量也在不斷增加，對硅單晶質量的要求越來越高，市場需要的單晶硅芯片直徑越來越大，為滿足迅速發展的需求，國內外晶體生長廠家紛紛投巨資擴大產量，特別是近年來國家對信息產業的估惠政策使國內生產廠商紛紛擴大生產規模。

晶體熱場系統是直拉硅單晶生長設備的核心，熱場的優劣對單晶硅的質量有很大的影響，合適的熱場參夠生長出高質量的單晶，不好的熱場容易使單晶變成多晶，或者根本無法引晶，有的熱場雖然能夠生長單晶，但質量較差，有位錯和其它結構缺陷，因此，找到好的熱場條件，配置最佳的熱場系統，是非常重要的直拉單晶工藝技術。

目前國內的單晶爐熱場所用保溫材料基本上都是采用石墨桶和石墨化高純軟炭氈的組合體。目前國內已有部分廠家開始對固化炭氈進行研發，但尚無一家生產出優質優價的合格產品，也沒有一家形成工業化生產。從國際上看，目前只有日本、德國、美國等少數發達國家的數家企業能夠生產合格的固化炭氈，但其均采用“氣象沉積法”，采用該方法技術復雜，加工周期長，成本高等缺點，其產品售價高達每公斤3000元人民幣左右。我國目前所能生產的聚丙烯腈基炭纖維氈體厚度只能達到12mm，使用大于該厚度的保溫材料，則需依靠炭材料的連接技術方能實現。而且聚丙烯腈基炭纖維材料本身的抗老化功能不強，性能丟失較快。也有一些企業能生產定型炭纖維保溫體工件，但是生產的工件尺寸質量不穩定，加工精度不高，外觀粗糙。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種熱場條件好，低揮發性、無污染、操作方便、使用壽命長、成本低、熱導系數小、隔熱效果好、升降溫速度快，熱慣性小的直拉單晶爐熱場系統用的保溫桶。

為實現上述目的，本實用新型所提供的技術方案為：一種直拉單晶爐熱場系統用的保溫桶，所述保溫桶外壁由上、中、下三個圓筒狀的保護罩組合形成，所述的保護罩由炭纖維材料固化形成，保護罩內放置有一上大下小的倒錐形導流筒，導流筒內側壁上緊貼有由多塊保溫檔板構成的保溫層，保溫層下端通過底座固定在保溫桶內。

所述的保護罩、導流筒、保溫檔板、底座均采用炭纖維材料通過粘接—壓制—高溫固化—機械加工—涂層—高溫固化—修飾工序制作成型。

所述的保溫檔板由炭纖維材料固化形成的弧形，保溫檔板上一體成型有導流孔。

所述的保溫檔板沿保溫桶中心軸線均勻分布在導流筒內。

所述的相鄰保護罩的連接部位均為相互配合的階梯形環槽，并通過該階梯形環槽相套合。

本實用新型的保溫桶部件直接采用“熱涂層法”技術進行生產，選用高性能粘接劑，直接復合氈體，再進行低溫固化、高溫炭化成型，精加工后涂層耐高溫涂料，再進行純化即可，相對于現有的單晶爐保溫桶可節能30%至45%，而且炭氈制成的保溫層進一步提高了保溫性能。本方案的保溫桶具有低揮發性、無污染、操作方便、使用壽命長、成本低、熱導系數小、隔熱效果好、升降溫速度快，熱慣性小等優點。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結構示意圖。

具體實施方式