[實(shí)用新型]一種自重式加熱器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320275094.4
• 申請日: 2013-05-20
• 公開（公告）號: CN203307478U
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳書曉;李京濤;王新
• 申請（專利權(quán)）人: 洛陽單晶硅有限責(zé)任公司
• 主分類號: C30B15/14
• 分類號: C30B15/14;C30B29/06
• 代理公司: 洛陽明律專利代理事務(wù)所 41118
• 代理人: 盧洪方

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于直拉法硅單晶生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種自重式加熱器。

背景技術(shù)

直拉法硅單晶生產(chǎn)是集成電路、太陽能及其它半導(dǎo)體材料的主要方法，直拉法是在惰性氣體中用石墨電阻加熱器將多晶硅原料熔化，通過籽晶引種從熔體中生長出無位錯(cuò)硅單晶技術(shù)。目前普遍使用的石墨電阻加熱器是加熱器的兩個(gè)引腳底面為平面，電極引腳與電極柱平面接觸，使用石墨螺栓壓緊，具體結(jié)構(gòu)見附圖1。在使用中，這種加熱器存在的問題是加熱時(shí)石墨電阻加熱器因高溫會(huì)發(fā)生膨脹，而石墨電極柱因與水冷金屬電極連接，溫度較低，形變較小，當(dāng)因體積膨脹對石墨螺栓產(chǎn)生的壓力大于石墨螺栓本身能承受的壓力時(shí)，石墨螺栓崩斷；當(dāng)體積膨脹對石墨螺栓產(chǎn)生的壓力不足以使石墨螺栓崩斷時(shí)，反復(fù)加熱和冷卻則會(huì)造成石墨螺栓松動(dòng)。石墨螺栓崩斷或者松動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生打火，引起加熱電流劇烈波動(dòng)，甚至產(chǎn)生弧光，輕者影響硅單晶的碳含量，重者將導(dǎo)致加熱器損壞，整爐多晶硅原料報(bào)廢。

實(shí)用新型內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)并公開了一種自重式加熱器。自重式加熱器是在現(xiàn)有石墨電阻加熱器的基礎(chǔ)上，在加熱器的兩個(gè)電極引腳底部各設(shè)計(jì)一個(gè)圓臺(tái)，并在兩個(gè)圓臺(tái)下端各設(shè)計(jì)一個(gè)與圓臺(tái)同心的錐形孔，用于加熱器與電極柱的連接，使得加熱器在與電極柱裝配時(shí)，靠加熱器的自身重力與電極柱緊密相連；另在加熱或降溫冷清階段，加熱器會(huì)隨時(shí)自動(dòng)調(diào)整位置，始終保持與電極柱緊密接觸，避免了在加熱過程中因石墨螺栓崩斷或者松動(dòng)造成的打火事故。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種自重式加熱器，主要是由加熱片、排氣孔、電極引腳、圓臺(tái)、錐形孔構(gòu)成；其中，在加熱器兩個(gè)電極引腳底部各設(shè)計(jì)一個(gè)圓臺(tái)，兩個(gè)圓臺(tái)的中心距為單晶爐兩個(gè)水冷金屬電極的中心距離；在兩個(gè)圓臺(tái)底面設(shè)有與圓臺(tái)同心的錐形孔，用于與電極柱匹配連接，加熱器與電極柱之間采用錐孔連接，將有利于加熱器與電極柱緊密接觸；在對應(yīng)圓臺(tái)的圓心處各設(shè)計(jì)一個(gè)排氣孔，排氣孔在單晶爐抽空階段將加熱器與電極柱之間的空氣排出，避免在加熱過程中出現(xiàn)氧化；所述的一種自重式加熱器，其中圓臺(tái)底部直徑尺寸為90mm至100mm，高度尺寸為60mm至70mm；所述的一種自重式加熱器，其中錐形孔底面直徑尺寸為70mm至80mm，錐度為1:1至1:5，錐形孔深度為40mm至60mm；所述的一種自重式加熱器，其中排氣孔直徑尺寸為2～4mm。

本實(shí)用新型所公開的一種自重式加熱器，依靠自身重力將加熱器與電極柱自動(dòng)壓緊連接，不需使用石墨螺栓固定，不再出現(xiàn)加熱器加熱時(shí)，因石墨膨脹導(dǎo)致石墨螺栓崩斷或松動(dòng)的問題。簡化了加熱器安裝、拆卸的工作流程，避免了因操作人員不同所導(dǎo)致的安裝效果差異，減少了加熱器形變量，延長了加熱器使用壽命。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中石墨電阻加熱器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、加熱片，2、石墨螺栓，3、電極引腳，4、電極柱，5、水冷金屬電極。

圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型錐形孔示意圖；

圖中：1、加熱片，2、排氣孔，3、電極引腳，4、錐形孔，5、圓臺(tái)，6、電極柱，7、水冷金屬電極。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型的實(shí)施方式如下：

?如圖2、圖3所示，本實(shí)用新型所述的一種自重式加熱器，主要是由加熱片1、排氣孔2、電極引腳3、錐形孔4、圓臺(tái)5構(gòu)成；其中在加熱器兩個(gè)電極引腳3的底部設(shè)計(jì)有圓臺(tái)5，圓臺(tái)5底部直徑尺寸為90mm至100mm，高度為60mm至70mm，兩個(gè)圓臺(tái)5的中心距離為單晶爐兩個(gè)水冷金屬電極7的中心距離。在兩個(gè)圓臺(tái)5底面處設(shè)有與圓臺(tái)同心的錐形孔4，用于與電極柱6連接，錐形孔4底面直徑尺寸為70mm至80mm，錐度為1:1至1:5，錐形孔4深度為40mm至60mm。加熱器與電極柱6之間采用錐孔連接，有利于加熱器與電極柱6緊密接觸。在對應(yīng)圓臺(tái)5的圓心處各設(shè)一個(gè)直徑尺寸為2～4mm的排氣孔2。所述的一種自重式加熱器安裝使用時(shí)，需先將電極柱6安裝在水冷金屬電極7上，要求有錐面的一端朝上，保證兩個(gè)電極柱6之間的距離精度≤2mm，電極柱6中心垂直于水平面，然后將加熱器放到電極柱6上，要求錐形孔4與電極柱6對齊，加熱器的兩端均勻放置，用鋼板尺調(diào)整校準(zhǔn)加熱片1對中。在加熱器的自身重力作用下，加熱器與電極柱6自動(dòng)壓緊。在加熱或者降溫冷卻階段，加熱器會(huì)隨時(shí)自動(dòng)調(diào)整相對位置，始終保持與電極柱6緊密接觸，避免了在加熱過程中因石墨螺栓崩斷或松動(dòng)造成的打火事故。