專利名稱：多晶硅鑄錠爐的三段式熱場的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多晶硅鑄錠爐的結(jié)構(gòu)的技術(shù)領(lǐng)域，具體為多晶硅鑄錠爐的三段式熱 場。
背景技術(shù)：
多晶硅鑄錠爐主要用于以鑄錠方式生產(chǎn)硅半導(dǎo)體材料，現(xiàn)有的多晶硅鑄錠爐采用 兩段式熱場結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)見圖1，一段是上部保溫部分，它分為四周可上下移動(dòng)保溫部分1， 四周加熱器2，頂部加熱器3，頂部固定式保溫部分4 ；另一段是下部保溫板5，頂部固定式保 溫部分4安裝有朝下出氣的進(jìn)氣管8，硅錠生長時(shí)，四周可上下移動(dòng)保溫部分1向上運(yùn)動(dòng)，露 出定向凝固塊6下部，使其向下散熱，從而使坩堝7內(nèi)的液態(tài)硅凝固并向上生長。由于四周 可上下移動(dòng)保溫部分1運(yùn)動(dòng)造成四周可上下移動(dòng)保溫部分1與頂部固定式保溫部分4之間 摩擦，產(chǎn)生碳粉塵，容易落入硅料中，污染硅料，使后期生產(chǎn)出來的電池片壽命大大縮短，同 時(shí)兩段式熱場結(jié)構(gòu)有較大的散熱通道，會(huì)造成生產(chǎn)能耗大，導(dǎo)致生產(chǎn)周期長。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提供了多晶硅鑄錠爐的三段式熱場，克服現(xiàn)有設(shè)備的不足， 能有效地減少硅錠生長過程中因四周保溫部分與頂部保溫部分之間的相對運(yùn)動(dòng)造成碳粉 塵落入液態(tài)硅中，使生產(chǎn)出的硅錠內(nèi)碳含量大為降低，從而使后期制作的電池片壽命轉(zhuǎn)換 效率得到提升，且能有效減少非硅錠生長性散熱，能耗降低，縮短生產(chǎn)周期。多晶硅鑄錠爐的三段式熱場，其技術(shù)方案是這樣的其包括爐腔，所述爐腔內(nèi)安裝 有頂部保溫層、四周保溫層、底部保溫板，所述頂部保溫層、四周保溫層、底部保溫板閉合狀 態(tài)下形成保溫腔，所述保溫腔內(nèi)部安裝有頂部加熱器、四周加熱器、定向凝固塊，所述頂部 保溫層安裝有朝下出氣的進(jìn)氣管，其特征在于所述四周保溫層包括上部保溫層、下部保溫 層，所述上部保溫層的外緣面緊固連接外部固定座，所述外部固定座緊固連接所述爐腔的 內(nèi)壁，所述下部保溫層的外壁貼合所述上部保溫層的內(nèi)壁，保溫腔閉合時(shí)所述下部保溫層 的外壁與所述上部保溫層的內(nèi)壁的貼合位置位于所述保溫腔的中下方部位，所述下部保溫 層底部外緣面連接垂直布置的連接桿，所述連接桿連接垂直方向驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述驅(qū) 動(dòng)結(jié)構(gòu)支承于所述爐腔的外壁，所述頂部保溫層的外緣面緊密貼合所述上部保溫層的頂部 內(nèi)緣。其進(jìn)一步特征在于所述下部保溫層的底端面內(nèi)緣緊密貼合于所述底部保溫板的 外緣面；
所述下部保溫層的底部外緣面緊固連接垂直布置的連接桿，所述連接桿的頂部分別緊 固于水平固定架，所述水平固定架位于所述頂部保溫層的上方，所述水平固定架連接垂直 方向驅(qū)動(dòng)的氣缸驅(qū)動(dòng)桿，氣缸支承于所述爐腔的外壁；
所述上部保溫層的外緣面安裝有導(dǎo)向座，所述底部保溫層的外緣面安裝有垂直向的導(dǎo) 向桿，所述導(dǎo)向桿貫穿其對應(yīng)位置上部的所述導(dǎo)向座；所述上部保溫層、下部保溫層截面均為矩形，所述底部保溫板為矩形結(jié)構(gòu)，所述下部 保溫層的三邊的底端外緣面緊固連接所述連接桿，所述水平固定架具體為三角形水平固定 架，三根所述的連接桿的頂部分別緊固連接所述三角形水平固定架的外邊框； 所述下部保溫層的內(nèi)緣面與所述定向凝固塊之間留有間隙。采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)后，垂直方向驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)連接桿，連接桿帶動(dòng)下部保 溫層沿著上部保溫層的內(nèi)壁上下移動(dòng)，在這過程中，下部保溫層與上部保溫層產(chǎn)生摩擦，產(chǎn) 生碳粉塵，由于頂部保溫層安裝有朝下出氣的進(jìn)氣管，故整個(gè)保溫腔內(nèi)的氣流方向?yàn)樽陨?而下，由于保溫腔閉合時(shí)下部保溫層的外壁與上部保溫層的內(nèi)壁的貼合位置位于保溫腔的 中下方部位，產(chǎn)生的碳粉塵被氣流直接吹出保溫腔，有效減少其落入硅料中的數(shù)量，克服現(xiàn) 有設(shè)備的不足，能有效地減少硅錠生長過程中因四周保溫部分與頂部保溫部分之間的相對 運(yùn)動(dòng)造成碳粉塵落入液態(tài)硅中，使生產(chǎn)出的硅錠內(nèi)碳含量大為降低，從而使后期制作的電 池片壽命轉(zhuǎn)換效率得到提升；且由于下部保溫層的外壁貼合上部保溫層的內(nèi)壁，故熱量在 自上而下散失的過程中，下部散熱的通道小，使得熱量在保溫腔的散熱慢，進(jìn)而有效減少非 硅錠生長性散熱，能耗降低，縮短生產(chǎn)周期。


圖1為現(xiàn)有的多晶硅鑄錠爐的主視圖結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明的主視圖結(jié)構(gòu)示意圖3為圖2的俯視圖結(jié)構(gòu)示意圖。。
具體實(shí)施例方式見圖2、圖3，其包括爐腔，爐腔由上爐殼1、下爐殼2拼合而成，爐腔內(nèi)安裝有頂部 保溫層3、四周保溫層、底部保溫板4，頂部保溫層3、四周保溫層、底部保溫板4閉合狀態(tài)下 形成保溫腔5，保溫腔5內(nèi)部安裝有頂部加熱器6、四周加熱器7、定向凝固塊8，頂部保溫層 3安裝有朝下出氣的進(jìn)氣管9，四周保溫層包括上部保溫層10、下部保溫層11，上部保溫層 10的外緣面緊固連接外部固定座13，外部固定座13緊固連接上爐殼1的內(nèi)壁，下部保溫層 11的外壁貼合上部保溫層10的內(nèi)壁，保溫腔5閉合時(shí)下部保溫層11的外壁與上部保溫層 10的內(nèi)壁的貼合位置位于保溫腔5的中下方部位，頂部保溫層3的外緣面緊密貼合上部保 溫層10的頂部內(nèi)緣，下部保溫層11的底端面內(nèi)緣緊密貼合于底部保溫板4的外緣面；上部 保溫層10、下部保溫層11截面均為矩形，下部保溫層11的其中三邊的底端外緣面緊固連 接連接桿12，三角水平固定架14位于頂部保溫層3的上方，三根連接桿12的頂部分別緊 固連接三角形水平固定架14的外邊框19，三角形水平固定架14連接垂直方向驅(qū)動(dòng)的氣缸 15的驅(qū)動(dòng)桿18，氣缸15支承于爐腔的外壁；上部保溫層10的外緣面安裝有導(dǎo)向座16，底 部保溫層11的外緣面安裝有垂直向的導(dǎo)向桿17，導(dǎo)向桿17貫穿其對應(yīng)位置上部的導(dǎo)向座 16 ；下部保溫層11的內(nèi)緣面與定向凝固塊8之間留有間隙。圖2中，20為坩堝。
權(quán)利要求
1.多晶硅鑄錠爐的三段式熱場，其包括爐腔，所述爐腔內(nèi)安裝有頂部保溫層、四周保溫 層、底部保溫板，所述頂部保溫層、四周保溫層、底部保溫板閉合狀態(tài)下形成保溫腔，所述保 溫腔內(nèi)部安裝有頂部加熱器、四周加熱器、定向凝固塊，所述頂部保溫層安裝有朝下出氣的 進(jìn)氣管，其特征在于所述四周保溫層包括上部保溫層、下部保溫層，所述上部保溫層的外 緣面緊固連接外部固定座，所述外部固定座緊固連接所述爐腔的內(nèi)壁，所述下部保溫層的 外壁貼合所述上部保溫層的內(nèi)壁，保溫腔閉合時(shí)所述下部保溫層的外壁與所述上部保溫層 的內(nèi)壁的貼合位置位于所述保溫腔的中下方部位，所述下部保溫層底部外緣面連接垂直布 置的連接桿，所述連接桿連接垂直方向驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)支承于所述爐腔的 外壁，所述頂部保溫層的外緣面緊密貼合所述上部保溫層的頂部內(nèi)緣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅鑄錠爐的三段式熱場，其特征在于所述下部保溫層 的底端面內(nèi)緣緊密貼合于所述底部保溫板的外緣面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅鑄錠爐的三段式熱場，其特征在于所述下部保溫層 的底部外緣面緊固連接垂直布置的連接桿，所述連接桿的頂部分別緊固于水平固定架，所 述水平固定架位于所述頂部保溫層的上方，所述水平固定架連接垂直方向驅(qū)動(dòng)的氣缸驅(qū)動(dòng) 桿，氣缸支承于所述爐腔的外壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅鑄錠爐的三段式熱場，其特征在于所述上部保溫層 的外緣面安裝有導(dǎo)向座，所述底部保溫層的外緣面安裝有垂直向的導(dǎo)向桿，所述導(dǎo)向桿貫 穿其對應(yīng)位置上部的所述導(dǎo)向座。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多晶硅鑄錠爐的三段式熱場，其特征在于所述上部保溫層、 下部保溫層截面均為矩形，所述底部保溫板為矩形結(jié)構(gòu)，所述下部保溫層的三邊的底端外 緣面緊固連接所述連接桿，所述水平固定架具體為三角形水平固定架，三根所述的連接桿 的頂部分別緊固連接所述三角形水平固定架的外邊框。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅鑄錠爐的三段式熱場，其特征在于所述下部保溫層 的內(nèi)緣面與所述定向凝固塊之間留有間隙。
全文摘要
本發(fā)明提供了多晶硅鑄錠爐的三段式熱場，能有效地減少硅錠生長過程中因四周保溫部分與頂部保溫部分之間的相對運(yùn)動(dòng)造成碳粉塵落入液態(tài)硅中，其包括爐腔，爐腔內(nèi)安裝有頂部保溫層、四周保溫層、底部保溫板，頂部保溫層、四周保溫層、底部保溫板閉合狀態(tài)下形成保溫腔，保溫腔內(nèi)部安裝有頂部加熱器、四周加熱器、定向凝固塊，頂部保溫層安裝有朝下出氣的進(jìn)氣管，其特征在于四周保溫層包括上部保溫層、下部保溫層，上部保溫層的外緣面緊固連接外部固定座，外部固定座緊固連接爐腔的內(nèi)壁，下部保溫層的外壁貼合上部保溫層的內(nèi)壁，下部保溫層底部外緣面連接垂直布置的連接桿，連接桿連接垂直方向驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。
文檔編號C30B28/06GK102080259SQ20111005732
公開日2011年6月1日 申請日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月10日
發(fā)明者劉杰 申請人:無錫開日能源科技股份有限公司