[實用新型]直拉單晶用加熱器

有效

• 申請號: 201320225335.4
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN203295656U
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 李僑;李定武;周銳
• 申請（專利權）人: 西安隆基硅材料股份有限公司;無錫隆基硅材料有限公司;寧夏隆基硅材料有限公司;銀川隆基硅材料有限公司
• 主分類號: C30B15/14
• 分類號: C30B15/14
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

技術領域

本實用新型屬于加熱器技術領域，具體涉及一種用于直拉單晶用加熱器。

背景技術

隨著半導體硅材料和光伏行業的迅速發展，大直徑的硅單晶已成為直拉單晶硅研究和生產的主要方向。隨著硅單晶直徑的增大，投料量必將加大，坩堝直徑和熱場尺寸也隨之相應增大，導致熔體中熱對流加劇，導致拉晶難度隨之增大，晶體品質參數隨之下降。為了獲得高品質的大直徑單晶，傳統的方法是在單晶爐外增加磁場裝置，抑制熱對流，使雜質含量均勻分布，從而改善晶體質量。

但是，在單晶爐外增加磁場裝置，不僅需要額外增加設備投資，占用大面積的廠房，而且磁場運行時消耗的電能大約為晶體生長的20%-50%，增加了晶體生長的成本。

專利號201120503128.1，公告號CN202430328U，公告日2012年9月12日的中國專利提出了采用一個螺旋形線圈構成的加熱器裝置，該加熱器線圈中通入電流，在發熱的同時，可以產生磁場。但該加熱器螺旋形線圈產生的磁場為垂直磁場，對熔體對流的抑制作用較弱。

美國專利US20050087125A1提出了由三個螺旋管形線圈構成的加熱器裝置，該加熱器的三個線圈中通入三相交變電流，加熱器在發熱的同時，可以產生磁場。但該加熱器產生的磁場為行波磁場，行波磁場的傳播會消耗大量的能量，因此，磁場效率較低。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種直拉單晶用加熱器，解決現有加熱器產生的磁場對熔體對流的擬制作用有限及磁場效率不高的問題。

本實用新型的目的是這樣實現的，直拉單晶用加熱器，包括多個螺旋線圈，沿垂直方向依次排列；每個螺旋線圈上設有連接柱，螺旋線圈通過連接柱接入電流回路。

本實用新型的特征還在于：

多個螺旋線圈分為上下兩組，兩組螺旋線圈通以方向相反的直流電流，同一組螺旋線圈的電流方向相同。

上述螺旋線圈為兩個或兩個以上偶數個組合為優選。

為了不影響發熱的均勻性，連接柱以螺旋線圈的垂直投影圓心為對稱點均勻分布在螺旋線圈上。

本實用新型具有如下有益效果：

1、本實用新型加熱器產生的磁場可直接作用于坩堝內熔體，避免了外置磁場穿過單晶爐壁時造成的磁場強度損失。

2、本實用新型每個螺旋線圈獨自通過兩個以螺旋線圈的垂直投影圓心為對稱點的連接柱接入電流回路，兩組螺旋線圈通以方向相反的直流電流，加熱器在提供熱能的同時，可疊加形成勾形磁場，即可達到勾形磁場拉晶的效果。既避免了引入外置磁場而導致的晶體生長成本提高，又提高了生長晶體的品質。

3、本實用新型直拉單晶用加熱器產生的勾形磁場，可降低氧含量，改善氧施主，不影響拉晶難度，克服了垂直磁場和水平磁場的缺陷，能夠更有效地抑制坩堝內熔體對流。因此，在降低生產成本的同時，使生長的晶體品質更優。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例1直拉單晶用加熱器的結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例1直拉單晶用加熱器電路圖；

圖3為本實用新型實施例2直拉單晶用加熱器的結構示意圖；

圖中，1.螺旋線圈，2.連接柱，11.螺旋線圈Ⅰ，12.螺旋線圈Ⅱ，13.螺旋線圈Ⅲ，14.螺旋線圈Ⅳ，21.連接柱Ⅰ，22.連接柱Ⅱ，23.連接柱Ⅲ，24.連接柱Ⅳ，25.連接柱Ⅴ，26.連接柱Ⅵ，27.連接柱Ⅶ，28.連接柱Ⅷ。

具體實施方式

下面結合具體實施方式和附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。

實施例1，用于直拉單晶用加熱器，參見圖1，包括螺旋線圈1和連接柱2，螺旋線圈1為兩個，分別為螺旋線圈Ⅰ11和螺旋線圈Ⅱ12；螺旋線圈Ⅰ11、螺旋線圈Ⅱ12沿垂直方向依次排列；螺旋線圈Ⅰ11上設有連接柱Ⅰ21和連接柱Ⅱ22；螺旋線圈Ⅱ12上設有連接柱Ⅲ23和連接柱Ⅳ24；連接柱Ⅰ21和連接柱Ⅱ22以螺旋線圈1的垂直投影圓心為對稱點相對設置，連接柱Ⅲ23和連接柱Ⅳ24以螺旋線圈1的垂直投影圓心為對稱點相對設置。

參見圖2，螺旋線圈Ⅰ11通過連接柱Ⅰ21和連接柱Ⅱ22接入直流電流回路，螺旋線圈Ⅱ12通過連接柱Ⅲ23和連接柱Ⅳ24接入直流電流回路，螺旋線圈Ⅰ11和螺旋線圈Ⅱ12中的電流方向相反。