[實用新型]一種換熱裝置及單晶爐

有效

• 申請號: 202021029147.0
• 申請日: 2020-06-05
• 公開（公告）號: CN212925224U
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 丁彪;鄧浩;馬少林;付澤華;馬寶;王建波
• 申請（專利權）人: 隆基綠能科技股份有限公司
• 主分類號: C30B15/00
• 分類號: C30B15/00;C30B29/06
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 趙娟

本實用新型提供了一種換熱裝置及單晶爐，涉及單晶硅制造技術領域。換熱裝置包括：內壁和外壁，其中，所述內壁靠近所述換熱裝置的中心軸線；所述內壁和所述外壁共同形成供冷卻介質流動的腔體；所述內壁上設置有帶內腔的至少一個凸起結構；所述凸起結構的凸起方向朝向所述中心軸線；所述凸起結構的內腔與所述內壁和所述外壁形成的腔體連通。凸起結構的凸起方向朝向晶棒，凸起結構的內腔與內壁和外壁形成的腔體連通，增大了換熱面積，且減小了冷卻介質與晶棒之間的水平距離，增加了拉晶過程中的縱向溫度梯度，提高了拉晶速度，節省了拉晶時間。

技術領域

本實用新型涉及單晶硅制造技術領域，特別是涉及一種換熱裝置及單晶爐。

背景技術

目前，單晶硅的生產方法主要為直拉法，單晶硅棒在拉制過程中由熔硅液面向上垂直生長。

在單晶硅棒生長過程中，需要及時吸收單晶硅棒散發的結晶潛熱，以為單晶硅棒的生長提供更大的縱向溫度梯度，從而保證單晶硅棒具有較高的生長速度。

現有技術中，在晶體生長界面上方設置圍繞單晶硅棒的熱屏，并利用工作氣體沿熱屏內側進入單晶硅棒的提拉通道、吹掃該界面。然而，該方式對于單晶硅棒的吸熱效果有限，不利于提供優化的縱向溫度梯度，限制了晶體生長速度的進一步提升。

實用新型內容

本實用新型提供一種換熱裝置及單晶爐，旨在提升晶體生長速度。

第一方面，本實用新型實施例提供了一種換熱裝置，包括：內壁和外壁，其中，所述內壁靠近所述換熱裝置的中心軸線；所述內壁和所述外壁共同形成供冷卻介質流動的腔體；

所述內壁上設置有帶內腔的至少一個凸起結構；所述凸起結構的凸起方向朝向所述中心軸線；所述凸起結構的內腔與所述內壁和所述外壁形成的腔體連通。

可選的，所述外壁靠近坩堝底部的下表面，與熔硅液面平行。

可選的，所述內壁包括與所述中心軸線平行的至少一段豎直內壁，所述凸起結構位于所述豎直內壁上。

可選的，所述凸起結構位于靠近坩堝底部的豎直內壁上。

可選的，在所述凸起結構的數量大于1的情況下，所述凸起結構在內壁上均勻分布。

可選的，所述凸起結構的凸起方向與所述換熱裝置的中心軸線的夾角大于0°，小于等于90°。

可選的，所述凸起結構的凸起方向與所述換熱裝置的中心軸線的夾角為： 30°、45°、60°中的至少一種。

可選的，在與熔硅液面垂直的平面上，所述凸起結構的截面為：平行四邊形、梯形、三角形、Ω形中的一種；

所述凸起結構與所述內壁一體成型。

可選的，從遠離坩堝底部至靠近坩堝底部的方向，所述內壁與所述中心軸線之間的距離減小。

可選的，所述冷卻介質為水或惰性氣體中的至少一種。

本實用新型實施例提供的換熱裝置，包括：內壁和外壁，內壁靠近換熱裝置的中心軸線，內壁和外壁共同形成供冷卻介質流動的腔體，內壁上設置有帶內腔的至少一個凸起結構，凸起結構的凸起方向朝向中心軸線，通常情況下，晶棒與換熱裝置的中心軸線共線或距離很近，也就是說，靠近晶棒的內壁上設置有帶有內腔的至少一個凸起結構，凸起結構的凸起方向朝向晶棒，凸起結構的內腔與內外壁形成的腔體連通，進而冷卻介質也會流經上述凸起結構的內腔，增大了換熱面積；凸起結構的凸起方向朝向晶棒，減小了冷卻介質與晶棒之間的水平距離，增加了拉晶過程中的縱向溫度梯度，提高了拉晶速度，節省了拉晶時間。

第二方面，本實用新型實施例還提供一種單晶爐，包括坩堝和上述任一換熱裝置；

所述換熱裝置設置于所述坩堝的上方。