[實用新型]一種單晶爐熱場石墨電極及單晶爐

有效

• 申請號: 201420256095.9
• 申請日: 2014-05-19
• 公開（公告）號: CN203834050U
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 白劍銘
• 申請（專利權）人: 英利能源（中國）有限公司
• 主分類號: C30B15/00
• 分類號: C30B15/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 魏曉波

技術領域

本實用新型涉及單晶硅加工制造技術領域，特別是單晶爐的熱場石墨電極。本實用新型還涉及設有所述石墨電極的單晶爐。

背景技術

單晶爐是在惰性氣體環境中，采用石墨電阻加熱器，將硅材料熔化，并采用直拉法生長無錯位單晶的設備。

請參考圖1，圖1為現有技術中一種單晶爐的結構示意圖。

單晶爐一般主要由石英堝1、石墨堝2、加熱器3、石墨電極4等部件構成，其中，石英堝1的材質為二氧化硅，用于盛放硅料，石墨堝2是單晶爐熱場的重要組成部分之一，在高溫的狀態下支撐石英堝1，并起到保護石英堝1的作用，加熱器3為發熱部件，其通過加熱器腳與石墨電極4的連接固定在石墨電極4上，石墨電極4是連接單晶爐銅電極與加熱器腳的部件，分為主電極和輔助電極，主電極的作用是導電，輔助電極的作用是支撐加熱器。

單晶爐的爐底板5采用不銹鋼材質，并設有雙層水冷結構，位于單晶爐熱場最底層的下方。

單晶爐在運行時爐內為高溫環境，會使一部分硅汽化，導致熱場內的石墨堝2與硅蒸氣發生化學反應，長時間使用后石墨堝2的強度會降低，可能會斷裂。

石墨堝2斷裂后會導致石墨堝2內部的石英堝1破裂，硅液從石英堝1中流出，沿石墨堝2斷裂處流下，發生硅泄漏事故。因石墨電極4位于石墨堝2正下方，硅液會從石墨堝2中流到石墨電極4上，最終可能會流到石墨電極4底部的爐底板5上，嚴重時可能會損壞爐底板5。如果爐底板5被高溫的硅液損壞，則其內部的冷卻水會溢出，溢出的冷卻水在高溫下汽化，導致爐內壓力劇增發生爆炸事故。

因此，如何防止單晶爐因硅泄漏而損壞爐底板，是本領域技術人員需要解決的技術問題。

實用新型內容

本實用新型的第一目的是提供一種單晶爐熱場石墨電極。該石墨電極在發生漏硅事故后，可防止硅液流到爐底壓片上，從而保護了單晶爐爐底，防止了爆炸事故的發生。

本實用新型的第二目的是提供一種設有所述石墨電極的單晶爐。

為實現上述第一目的，本實用新型提供一種單晶爐熱場石墨電極，包括石墨電極本體，所述石墨電極本體的上部在外圓周設有徑向凸起的硅液遮擋部。

優選地，所述硅液遮擋部具有向下方傾斜的硅液導流斜面。

優選地，所述硅液遮擋部呈錐臺形，其錐底直徑大于石墨電極本體的直徑，其錐面形成所述硅液導流斜面。

優選地，所述石墨電極本體為分體式結構，包括上下對接的石墨電極上半體和石墨電極下半體。

優選地，所述石墨電極上半體與石墨電極下半體通過螺紋結構相對接。

優選地，所述石墨電極下半體的頂部設有螺紋柱，所述石墨電極上半體的底部設有與所述螺紋柱相配合的螺紋孔。

優選地，所述硅液導流斜面上開設有硅液導流槽。

為實現上述第二目的，本實用新型提供一種單晶爐，包括石英堝、石墨堝、加熱器、石墨電極及爐底板，所述石墨電極為上述任一項所述的單晶爐熱場石墨電極。

優選地，所述石墨電極外圍設有石英護套和石墨護套，所述硅液遮擋部的直徑大于等于所述石墨護套的直徑。

優選地，所述硅液遮擋部的底部與所述石墨護套的頂部相貼合或保持一定間距。

本實用新型針對現有技術存在的問題，對石墨電極的結構作了進一步改進，在石墨電極本體的基礎上，其上部沿外圓周增加有徑向凸起的硅液遮擋部，從而使石墨電極具有硅液遮擋功能。當發生漏硅事故后，在硅液遮擋部位的遮擋作用下，硅液不會沿石墨電極流到爐底板上，而是流到耐熱并能夠吸附硅液的爐底壓片上，從而保護了單晶爐的爐底板，有效的防止了爆炸事故的發生。

本實用新型提供的單晶爐設有所述單晶爐熱場石墨電極，由于所述單晶爐熱場石墨電極具有上述技術效果，設有該單晶爐熱場石墨電極的單晶爐也具備相應的技術效果。

附圖說明

圖1為現有技術中一種單晶爐的結構示意圖；

圖2為本實用新型所提供單晶爐熱場石墨電極的一種具體實施方式的結構示意圖；

圖3為本實用新型所提供單晶爐熱場石墨電極的第二種具體實施方式的結構示意圖；

圖4為本實用新型所提供單晶爐熱場石墨電極的第三種具體實施方式的結構示意圖；

圖5為本實用新型所提供單晶爐的結構示意圖；

圖6為圖5中A部位的局部放大示意圖。

圖中：