[實用新型]一種單晶爐用坩堝軸及單晶爐

有效

• 申請號: 201820949649.1
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN208517583U
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 潘清躍;王維川;朱其歡
• 申請（專利權）人: 南京晶能半導體科技有限公司
• 主分類號: C30B15/10
• 分類號: C30B15/10;C30B29/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張弛

本實用新型公開了一種單晶爐用坩堝軸，包括主軸及安裝在主軸前端并與主軸同軸延伸的軸頭；主軸及軸頭內部設有進水通道及排水通道，通過進水及出水將坩堝軸的熱量帶走以對坩堝軸冷卻。同時，還提供了一種采用該坩堝軸的單晶爐。

技術領域

本實用新型涉及硅單晶爐技術領域。

背景技術

單晶硅是具有基本完整的點陣結構的晶體，是一種良好的半導體材料，純度可達到99.9999999％以上，可以用于二極管級、整流器件級、電路級以及太陽能電池級單晶產品的生產和深加工制造，其后續產品集成電路和半導體分離器件已廣泛應用于各個領域處于新材料發展的前沿。

半導體級硅單晶爐是單晶硅產業鏈中重要的晶體生長設備，目前，世界上用于硅單晶體生長的主流方法主要有兩種：一種是區熔法，另一種是直拉法，其中直拉法具有生長單晶質量大、直徑大、成本低廉、生產效率高等優點，一直是半導體硅襯底制備的主要手段。

在采用直拉法的單晶爐中，將籽晶浸入坩堝內的熔融原料中，在轉動籽晶及坩堝的同時提拉籽晶，并在籽晶下端生長晶硅棒。拉晶前后，坩堝在坩堝軸的帶動下進行轉動及升降運動。

如中國專利ZL 201621265760.6公開的一種現有的坩堝軸，即為上述說明中使用在單晶爐中的坩堝軸。但是包括該專利中公開的現有技術中的坩堝軸均為不銹鋼等特種金屬制成，，不銹鋼本身不能承受連接處高溫，需要在對坩堝軸進行冷卻設計。

實用新型內容

實用新型目的：提供一種單晶爐用坩堝軸，能夠解決如何使坩堝軸在使用時冷卻的技術問題。

本實用新型另外提供一種包含坩堝軸的單晶爐，該單晶爐能夠對坩堝軸冷卻。

技術方案：為達到上述目的，本實用新型單晶爐用坩堝軸可采用如下技術方案：

一種單晶爐用坩堝軸，包括主軸及安裝在主軸前端并與主軸同軸延伸的軸頭；所述主軸內部包括自主軸后端沿主軸中軸線向前延伸的第一進水通道、圍繞第一進水通道且與第一進水通道同軸的第一出水通道；所述軸頭內部包括與第一進水通道同軸連接的第二進水通道及圍繞第二進水通道的第二出水通道，所述第二進水通道的前端與第二出水通道連通；所述主軸的前端內部還設有主軸同軸的內部圓盤空腔，該圓盤空腔與第一出水通道的側面連通，且圓盤空腔內設有圓盤形隔板，該隔板的內側與第一進水通道外側連接且將圓盤空腔分隔為第三出水通道及第四出水通道，該第三出水通道位于隔板的前側，而第四出水通道位于隔板的后側，第三出水通道與第四出水通道在隔板的外側緣處連通。

有益效果：本實用新型的單晶爐用坩堝軸在主軸及軸頭內部設置供冷卻水進入的進水通道及在整體進水通道最前端將水排出的出水通道，通過進水及出水將坩堝軸的熱量帶走以對坩堝軸冷卻。需要注意的是，該出水通道中，第三及第四出水通道將整個主軸的前端部位都用冷卻水流過而帶走了大面積的熱量，而主軸與軸頭相交的該臺階位置是坩堝軸在使用時熱量較高的位置，故在第三及第四出水通道的引導將冷卻水擴散到該部分后才能夠高效率的冷卻坩堝軸，提高坩堝軸在使用中的壽命。

進一步的，所述主軸包括軸體及覆蓋在軸體前端的端蓋，所述軸頭自該端蓋前表面延伸，所述圓盤空腔位于端蓋及軸體連接處之間，且端蓋后表面凹設有第一圓盤形凹槽，軸體前表面凹設有第二圓盤形凹槽，第一圓盤形凹槽與第二圓盤形凹槽共同形成所述圓盤空腔；

所述第一圓盤形凹槽與隔板之間形成第三出水通道，第二圓盤形凹槽與隔板之間形成第四出水通道。

進一步的，所述隔板與軸體之間設有至少兩個定位柱，該兩個定位柱位于第四出水通道內并分別位于第一進水通道的兩側，所述定位柱的前端與隔板連接固定，定位柱的后端與軸體前端固定。

進一步的，所述軸頭的直徑小于主軸的直徑。

進一步的，第一進水通道與第二進水通道的內徑相同，第一出水通道與第二出水通道的內徑相同。