[發(fā)明專利]單晶爐熱場加熱器、加熱方法及單晶爐

在審

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• 申請日: 2023-05-04
• 公開（公告）號: CN116479520A
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 代晴華;周剛;劉選
• 申請（專利權(quán)）人: 三一硅能（株洲）有限公司
• 主分類號: C30B15/14
• 分類號: C30B15/14
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 霍秋紅

本發(fā)明涉及單晶爐技術(shù)領(lǐng)域，提供一種單晶爐熱場加熱器、加熱方法及單晶爐，其中，單晶爐熱場加熱器用于給坩堝加熱，單晶爐熱場加熱器設(shè)置于坩堝的外周和底部，包括氫能加熱組件，所述氫能加熱組件用于對所述坩堝進行加熱。本發(fā)明提供的單晶爐熱場加熱器、加熱方法及單晶爐，通過氫能加熱組件對坩堝進行加熱，利用氫能加熱，相對于現(xiàn)有技術(shù)中的電加熱，不產(chǎn)生二氧化碳，有利于環(huán)保，而且，氫能加熱組件可以采用氫氣直燃加熱，也可以采用氫氣催化反應(yīng)紅外加熱，當(dāng)采用氫氣氧化反應(yīng)輻射加熱時，熱損耗較小，加熱速度快、加熱均勻。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及單晶爐技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種單晶爐熱場加熱器、加熱方法及單晶爐。

背景技術(shù)

加熱器作為單晶爐熱場的核心部件，對熱場分布及晶體品質(zhì)的控制起著至關(guān)重要的作用。合理的加熱器結(jié)構(gòu)，不僅可以提供合適的溫度梯度，提高晶體質(zhì)量，同時還可以提高單晶爐熱場的使用壽命，降低設(shè)備的成本及風(fēng)險。

現(xiàn)有技術(shù)中，加熱器通常為石墨加熱器，采用電阻加熱原理，但是，采用石墨加熱器進行電加熱，而電能的產(chǎn)生過程大多會產(chǎn)生二氧化碳的排放，對環(huán)境造成污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種單晶爐熱場加熱器、加熱方法及單晶爐，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中加熱器采用電阻加熱原理會造成環(huán)境污染的缺陷，通過采用氫能加熱組件，整個過程不會產(chǎn)生二氧化碳，有利于環(huán)保。

本發(fā)明提供一種單晶爐熱場加熱器，設(shè)置于坩堝的外周和底部，包括：氫能加熱組件，所述氫能加熱組件用于對所述坩堝進行加熱。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種單晶爐熱場加熱器，所述氫能加熱組件包括：

第一輻射組件，設(shè)置于所述坩堝的外周側(cè)；

第二輻射組件，設(shè)置于所述坩堝的外底側(cè)；

多個氫氣直燃燃燒器，所述氫氣直燃燃燒器至少與所述第一輻射組件和所述第二輻射組件其中一者連接；且每個所述氫氣直燃燃燒器上開設(shè)有第一氫氣進口和第一水蒸氣排出口。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種單晶爐熱場加熱器，第一輻射組件為多個第一輻射管，且多個所述第一輻射管均勻分布于所述坩堝的外周側(cè)；且每個所述第一輻射管豎直設(shè)置；

所述第二輻射組件為多個第二輻射管，且多個所述第二輻射管均勻分布與所述坩堝的外底側(cè)；且每個所述第二輻射管水平設(shè)置。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種單晶爐熱場加熱器，連接相鄰所述第二輻射管的所述氫氣直燃燃燒器位于所述坩堝的異側(cè)。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種單晶爐熱場加熱器，所述第一輻射組件為螺旋彎管或圓環(huán)型管；所述第二輻射組件為螺旋彎管或圓環(huán)型管。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種單晶爐熱場加熱器，所述氫能加熱組件包括：

第一氫氣紅外加熱板，設(shè)置于所述坩堝的外周側(cè)；

第二氫氣紅外加熱板，設(shè)置于所述坩堝的底側(cè)；

且所述第一氫氣紅外加熱板和所述第二氫氣紅外加熱板上均設(shè)置有第二氫氣進口、氧氣進口、催化劑進口和第二水蒸氣排出口。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種單晶爐熱場加熱器，所述第一氫氣紅外加熱板具有多個，且每個所述第一氫氣紅外加熱板設(shè)置為弧形，多個所述第一氫氣紅外加熱板圍成的形狀與所述坩堝的外壁相適配。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種單晶爐熱場加熱器，所述第二氫氣紅外加熱板為方形或圓形。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種單晶爐熱場加熱器，所述第一輻射管和所述第二輻射管為圓形陶瓷管。

本發(fā)明還提供一種單晶爐熱場加熱方法，利用上述的單晶爐熱場加熱器，通過氫能加熱組件對坩堝進行加熱。

本發(fā)明還提供一種單晶爐，包括如上所述的單晶爐熱場加熱器。