一種帶有石墨紙夾層的硅料加熱堝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及硅晶加熱爐具領(lǐng)域，特別涉及一種帶有石墨紙夾層的硅料加熱禍。
【背景技術(shù)】
[0002]CZ法直拉硅單晶是目前生產(chǎn)單晶硅應(yīng)用最廣泛的技術(shù)，在直拉法工藝中將高純度的多晶硅裝進石英坩禍內(nèi)，由負載高頻波的環(huán)繞線圈或電流加熱器來加熱石英坩禍以使多晶硅熔化，然后把一特定晶向的硅單晶(稱作籽晶)與熔融硅接觸，硅在合適的溫度下將順著已知晶向的籽晶上硅原子的排列結(jié)構(gòu)在固液交界面上形成規(guī)則的結(jié)晶，結(jié)合成單晶層，在結(jié)晶的同時將籽晶向上提升，當籽晶體長大至接近目標直徑時，改變提升速度，使單晶體等徑生長。直至大部分硅溶液都結(jié)晶成硅晶錠，只剩少量剩料，通過調(diào)整晶體的提升速度和溶液溫度將晶體直徑逐漸減小而形成一個尾形椎體，當椎體的尖足夠小時，晶體就會和熔體分離，最后完成硅單晶生長的全過程。
[0003]以上技術(shù)可以說明，石墨坩禍和石英坩禍是高溫融化原料的容器，因晶體生長環(huán)境溫度需要1400度左右，石英坩禍極易變軟、變形，為了防止其變形，石英坩禍外部必須需要加設(shè)石墨坩禍以進行支撐，石英禍(S12)和石墨坩禍(C)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(Si02+C =Si+C02),造成石墨坩禍強度容易在晶體生長過程中發(fā)生斷裂，影響使用壽命，輕則石英禍內(nèi)液面發(fā)生抖動，影響晶體生長甚至悶爐，嚴重造成漏硅和滲硅事故，且在單晶硅生產(chǎn)中石英坩禍作為消耗品，價格頗高并極易發(fā)生損壞，頻繁更換也會磨損設(shè)備內(nèi)部零部件，對單晶爐造成損傷。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為解決上述所提及的在高溫下石英坩禍容易與石墨坩禍發(fā)生反應(yīng)的問題而提出了一種帶有石墨紙夾層的硅料加熱爐，以隔絕二者反應(yīng)提高禍體使用壽命，降低生產(chǎn)成本。
[0005]提供的技術(shù)方案為:
[0006]提供了一種帶有石墨紙夾層的硅料加熱禍，其包括用以熔融硅晶體的石英坩禍和承載石英坩禍的石墨坩禍，所述的石英坩禍位于石墨坩禍的內(nèi)腔中，石英坩禍的外形與石墨坩禍內(nèi)腔的形狀相配，石英坩禍的上沿高于石墨坩禍的上表面；所述石英坩禍的外表面與石墨坩禍的內(nèi)腔之間還設(shè)有防止二者反應(yīng)的石墨紙，石墨紙的外形與石墨坩禍內(nèi)腔的形狀相配，石英坩禍的外表面貼合石墨紙的內(nèi)腔，所述石墨紙的外表面貼合石墨坩禍的內(nèi)腔；所述的石墨紙的展開形狀為帶有多個鋸齒的長條狀結(jié)構(gòu)，所述石墨紙的長度與石英坩禍口部內(nèi)壁的周長相同；所述石墨紙的多個鋸齒的邊緣相重合以旋轉(zhuǎn)排列圍合聚攏成與石墨坩禍內(nèi)腔相配的形狀。
[0007]進一步的，所述的石墨坩禍的上沿倒有外倒角。
[0008]進一步的，所述石墨紙的厚度為0.2mm。
[0009]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:
[0010]在石英坩禍的外表面與石墨坩禍的內(nèi)腔之間鋪設(shè)有石墨紙，通過石墨坩禍內(nèi)腔全部鋪設(shè)的石墨紙以隔絕石英坩禍與石墨坩禍，石墨坩禍的內(nèi)腔全部鋪設(shè)石墨紙后，避免了石英坩禍和石墨坩禍高溫發(fā)生氧化反應(yīng)，提高了石墨坩禍的使用壽命，宜在此領(lǐng)域普遍推廣應(yīng)用。
[0011]所述的石墨紙為長條形加鋸齒形結(jié)構(gòu)，聚攏圍合石墨紙后剛好可以形成一與石墨坩禍內(nèi)腔一致的形狀，便于制作又便于更換，且合理計算出石墨坩禍內(nèi)壁面積和形狀后，利用石墨紙模板可以成批量制作石墨紙，易于制造生產(chǎn)。
[0012]石墨紙采用長條狀加鋸齒狀的結(jié)構(gòu)，長條狀的寬邊相接可以圍合成圓柱形以與石墨坩禍內(nèi)壁貼合，鋸齒狀部分的各個鋸齒的邊與邊相接齒尖相對以圍合成與石墨坩禍內(nèi)腔禍底相配的形狀，此種形狀更加易于使用。
[0013]石墨坩禍是石墨熱系統(tǒng)中最易消耗品，提高其使用壽命，間接的降低了生產(chǎn)成本和事故率。
[0014]該石墨紙厚度只有0.2mm，其價格便宜，且經(jīng)濟耐用。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實用新型各部件位置示意圖；
[0017]圖3為本實用新型石墨紙結(jié)構(gòu)不意圖；
[0018]圖4為石墨紙使用狀態(tài)圖；
[0019]圖中所帶有的附圖標記為:石英樹禍一1、石墨紙一2、石墨樹禍一3 ；
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細說明
[0021]如圖1和圖2所示，提供了一種帶有石墨紙夾層的硅料加熱禍，其包括用以熔融硅晶體的石英坩禍I和承載石英坩禍I的石墨坩禍3，所述的石墨坩禍3具有圓筒形內(nèi)腔，所述的石英坩禍I位于石墨坩禍3的圓筒形內(nèi)腔中，石英坩禍I的外形與石墨坩禍3內(nèi)腔的形狀相配，所述石英坩禍I的外表面與石墨坩禍3的內(nèi)腔之間還設(shè)有防止二者反應(yīng)的石墨紙夾層，石墨紙2完全覆蓋住石墨坩禍3的內(nèi)腔，石墨紙2在不影響熱傳導(dǎo)率的情況下將石英坩禍I和石墨坩禍3完全隔絕開來，石墨紙2的外形與石墨坩禍3內(nèi)腔的形狀相配，所述的石墨紙2的內(nèi)壁緊密貼合石英坩禍I的外表面，所述石墨紙2的外表面緊密貼合石墨坩禍3的內(nèi)壁，石墨紙2的上沿與石墨坩禍3的上表面相齊平。
[0022]如圖3和圖4所示，石墨紙2整體的展開形狀為帶有多個鋸齒的長條狀結(jié)構(gòu)，所述的石墨坩禍3內(nèi)壁相對應(yīng)位置的石墨紙2為長條狀，所述的石墨坩禍3內(nèi)腔禍底相對應(yīng)位置的石墨紙2為鋸齒狀，所述石墨紙(2)的長度與石英坩禍(I) 口部內(nèi)壁的周長相同，所述石墨紙2的長條狀部分的寬邊相接和鋸齒狀部分的各個鋸齒邊緣重合齒尖相對以旋轉(zhuǎn)排列，使得石墨紙2圍合聚攏成與石墨坩禍3內(nèi)腔相配的圓筒形狀，并貼合在石墨坩禍3的內(nèi)腔中。
[0023]所述的石墨坩禍3的上沿倒有外倒角。
[0024]所述石墨紙2的厚度為0.2mm。
[0025]結(jié)合附圖對本實用新型的使用方法進行說明，在使用中加熱線圈烘烤石墨坩禍3及石英坩禍1，石英坩禍I高溫下容易變軟必須加以石墨坩禍3作為禍托以進行支撐，但在溫度極高的情況下石英坩禍I的性質(zhì)極不穩(wěn)定易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，對石英坩禍I和石墨坩禍3造成損傷，而加入石墨紙2后，石墨紙2的存在將石墨坩禍3和石英坩禍I隔絕開來，使得石墨坩禍3不與石英坩禍I接觸，以杜絕二者發(fā)生反應(yīng)，進而提高石墨坩禍3的壽命，達到降低成本的效果。
[0026]結(jié)合圖1、2、3、4對石墨紙的使用方法進行闡述:
[0027]步驟一，進入石墨紙工藝圖研究設(shè)計階段，繪制石墨坩禍內(nèi)壁的結(jié)構(gòu)圖，將該結(jié)構(gòu)圖展開得到石墨坩禍內(nèi)壁的展開圖，將石墨坩禍內(nèi)壁的側(cè)壁部分展開為長方形，將石墨坩禍內(nèi)壁的禍底部分平均分割為若干三角形，以得到帶有多個鋸齒的長條狀結(jié)構(gòu)的石墨坩禍內(nèi)壁的展開圖，依據(jù)該展開圖制作石墨紙模型。
[0028]步驟二，裁剪石墨紙階段，依照石墨紙模型裁剪石墨紙。
[0029]步驟三，進入預(yù)安裝階段，拆解單晶爐取出石英坩禍和石墨坩禍，待石墨坩禍冷卻后將石墨坩禍清理干凈，準備裝爐。
[0030]步驟四，鋪設(shè)石墨紙，將清理干凈的石墨坩禍進行安裝，石墨坩禍安裝完畢后檢查是否裝偏，檢查完畢后將加工完畢的石墨紙紙尖朝下把石墨紙順在石墨坩禍內(nèi)，使得石墨紙的長方形部分的寬邊相接和三角形部分的多個鋸齒的邊緣相重合，以圍合聚攏成與石墨坩禍內(nèi)腔形狀相配的形狀，完整貼合石墨坩禍的內(nèi)腔。
[0031]步驟五，進入石英坩禍安裝階段，待石墨紙鋪設(shè)完畢，將裝料完畢的石英坩禍吊入爐內(nèi)，合爐、抽空、開始加熱生產(chǎn)單晶硅。
【主權(quán)項】
1.一種帶有石墨紙夾層的硅料加熱禍，其特征在于:包括用以熔融硅晶體的石英坩禍(1)和用于承載石英坩禍(I)的石墨坩禍(3)，所述的石英坩禍(I)位于石墨坩禍(3)的內(nèi)腔中，石英坩禍(I)的外形與石墨坩禍(3)內(nèi)腔的形狀相配，石英坩禍(I)的上沿高于石墨坩禍(3)的上表面；所述石英坩禍(I)的外表面與石墨坩禍(3)的內(nèi)腔之間還鋪設(shè)有石墨紙(2)，石墨紙(2)的外形與石墨坩禍(3)內(nèi)腔的形狀相配；石英坩禍(I)的外表面貼合石墨紙⑵的內(nèi)腔，所述石墨紙⑵的外表面貼合石墨坩禍⑶的內(nèi)腔；所述的石墨紙⑵的展開形狀為帶有多個鋸齒的長條狀結(jié)構(gòu)，所述石墨紙(2)的長度與石英坩禍(I) 口部內(nèi)壁的周長相同；所述石墨紙(2)的多個鋸齒的邊緣相重合以旋轉(zhuǎn)排列圍合聚攏成與石墨坩禍(3)內(nèi)腔相配的形狀。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種帶有石墨紙夾層的硅料加熱禍，其特征在于:所述的石墨坩禍(3)的上沿倒有外倒角。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種帶有石墨紙夾層的硅料加熱禍，其特征在于:所述石墨紙(2)的厚度為0.2mmο4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種帶有石墨紙夾層的硅料加熱禍，其特征在于:所述的石墨紙(2)的展開形狀由長方形區(qū)域(2a)組合鋸齒形區(qū)域(2b)構(gòu)成，所述的鋸齒形區(qū)域(2b)拼接在長方形區(qū)域(2a)的長邊上，所述的鋸齒形區(qū)域(2b)由沿著長方形區(qū)域(2a)的長邊排列的多個鋸齒組成。
【專利摘要】一種帶有石墨紙夾層的硅料加熱堝，其包括用以熔融硅晶體的石英坩堝和承載石英坩堝的石墨坩堝，所述的石英坩堝位于石墨坩堝的內(nèi)腔中，石英坩堝的外形與石墨坩堝內(nèi)腔的形狀相配，石英坩堝的上沿高于石墨坩堝的上表面；所述石英坩堝的外表面與石墨坩堝的內(nèi)腔之間還設(shè)有防止二者反應(yīng)的石墨紙夾層，石墨紙的外形與石墨坩堝內(nèi)腔的形狀相配，石英坩堝的外表面貼合石墨紙的內(nèi)腔，所述石墨紙的外表面貼合石墨坩堝的內(nèi)腔，在石英坩堝的外表面與石墨坩堝的內(nèi)腔之間鋪設(shè)有石墨紙，以避免石英坩堝和石墨坩堝高溫發(fā)生氧化反應(yīng)，提高石墨坩堝的使用壽命，大大降低成本，經(jīng)濟耐用性更高。
【IPC分類】C30B29/06, C30B15/10
【公開號】CN204727983
【申請?zhí)枴緾N201520378603
【發(fā)明人】李廣哲, 陶建濤, 李杰濤, 趙聚來, 馮立濤
【申請人】寧晉晶興電子材料有限公司
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年6月4日