專利名稱：一種預(yù)熱裝置及裝置平移系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種預(yù)熱裝置及裝置平移系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及感應(yīng)加熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種預(yù)熱裝置及裝置平移系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]利用區(qū)域熔化法生長(zhǎng)單晶硅的過(guò)程中，區(qū)域熔化單晶生長(zhǎng)的多晶硅棒靠高頻感應(yīng)在多晶表面產(chǎn)生渦流(電流)，使多晶硅棒料發(fā)熱而熔化，熔化后的多晶硅熔液沿著多晶硅棒流動(dòng)，在晶種的引導(dǎo)下慢慢的生長(zhǎng)成單晶硅，但是多晶硅棒在常溫下是不導(dǎo)電的，也就是說(shuō)在常溫下高頻磁場(chǎng)在棒料表面并不能產(chǎn)生渦流使棒料熔化，所以需要對(duì)棒料進(jìn)行預(yù)加熱。[0003]現(xiàn)有的對(duì)多晶硅棒進(jìn)行預(yù)加熱的方法主要有以下幾種方式[0004]一、鑰絲加熱方法，將鑰絲捆綁在多晶硅棒料的端部，通過(guò)鑰絲在高頻電流下導(dǎo)電后發(fā)紅發(fā)熱對(duì)棒料進(jìn)行加熱，由于在多晶硅棒預(yù)熱的過(guò)程中，都需要將鑰絲捆綁在多晶硅棒料上，因此，此種方法難以預(yù)熱大直徑的多晶硅棒，一般應(yīng)用于直徑較小的多晶硅棒，主要是直徑小于Φ30πιπι的多晶硅棒。[0005]二、石墨預(yù)熱叉方法，將直徑Φ70-80πιπι的石墨環(huán)切成三等份，并在外面包裹一層石英，在背部加一石英管，對(duì)棒料進(jìn)行加熱，此種方法可以對(duì)直徑在Φ30-80_的多晶硅棒進(jìn)行加熱，但是此種預(yù)熱方法，需要石墨預(yù)熱叉與多晶硅棒接觸加熱，可能造成生長(zhǎng)的單晶硅純度降低，并且預(yù)熱效果差。[0006]上述采用石墨預(yù)熱叉方法進(jìn)行預(yù)加熱的方法，雖然可以對(duì)大直徑的多晶硅棒進(jìn)行預(yù)加熱，但是由于多晶硅棒直徑大，并且電阻高，因此，預(yù)熱的時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)于Φ60-80_ 的多晶硅棒，區(qū)域熔化多晶硅棒的時(shí)間一般在20-40分鐘，對(duì)于直徑為Φ90-130πιπι，棒長(zhǎng) 1800mm的多晶娃棒,預(yù)熱時(shí)間需要一個(gè)多小時(shí),甚至是兩個(gè)小時(shí),預(yù)熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng),造成人力物力的浪費(fèi)，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益不高，損失較大。實(shí)用新型內(nèi)容[0007]本實(shí)用新型的目的是提供一種預(yù)熱裝置及裝置平移系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中區(qū)域熔化大直徑多晶硅棒，預(yù)熱時(shí)間長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)效益不高的問(wèn)題。[0008]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的[0009]本實(shí)用新型一方面提供了一種預(yù)熱裝置，用于區(qū)域熔化多晶硅棒時(shí)，預(yù)熱多晶硅棒，該預(yù)熱裝置具有能在電流磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流并發(fā)熱的殼體，殼體內(nèi)部具有能將多晶硅棒預(yù)熱部分不接觸環(huán)繞，且與所述多晶硅棒預(yù)熱部分形狀相似的通孔。[0010]本實(shí)用新型的另一方面還提供了一種裝置平移系統(tǒng)，用于區(qū)域熔化多晶硅棒時(shí)移動(dòng)預(yù)熱裝置，包括平動(dòng)機(jī)構(gòu)、連接棒，以及上述預(yù)熱裝置，該預(yù)熱裝置具有能在電流磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流并發(fā)熱的殼體，殼體內(nèi)部具有能將多晶硅棒預(yù)熱部分不接觸環(huán)繞，且與所述多晶硅棒預(yù)熱部分形狀相似的通孔；其中，所述預(yù)熱裝置通過(guò)所述連接棒與所述平動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，通過(guò)所述平動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)所述預(yù)熱裝置。[0011]本實(shí)用新型提供的預(yù)熱裝置，能夠?qū)⒍嗑Ч璋纛A(yù)熱部分環(huán)繞加熱，增加多晶硅棒的受熱面積，節(jié)省預(yù)熱時(shí)間，尤其預(yù)熱大直徑的多晶硅棒時(shí)，能夠較好的提高預(yù)熱效率，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。


[0012]圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的預(yù)熱裝置剖面示意圖；[0013]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的預(yù)熱裝置形狀示意圖；[0014]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的裝置平移系統(tǒng)示意圖；[0015]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的連接棒剖面示意圖。
具體實(shí)施方式
[0016]本實(shí)用新型提供了一種預(yù)熱裝置，用于區(qū)域熔化多晶硅棒時(shí)，將多晶硅棒的預(yù)熱部分環(huán)繞起來(lái)進(jìn)行加熱，能夠增加多晶硅棒的受熱面積，減少預(yù)熱時(shí)間，特別適用于預(yù)熱大直徑的多晶硅棒。[0017]本實(shí)用新型實(shí)施例一提供了一種預(yù)熱裝置，該預(yù)熱裝置具有能在電流磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流并發(fā)熱的殼體，殼體內(nèi)部具有能將多晶硅棒預(yù)熱部分不接觸環(huán)繞，且與所述多晶硅棒預(yù)熱部分形狀相似的通孔。[0018]優(yōu)選的，上述預(yù)熱裝置的殼體制作材料可優(yōu)選導(dǎo)電好、密度大、硬度強(qiáng)的石墨材料，利用這種材料制備預(yù)熱裝置，生產(chǎn)過(guò)程中材料不易粉碎，易加工，并且常溫下不掉粉，在高溫下不產(chǎn)生任何揮發(fā)物。[0019]優(yōu)選的，為了和多晶硅棒形狀相適應(yīng)，并簡(jiǎn)化制作工藝，本實(shí)用新型實(shí)施例中可優(yōu)選將上述預(yù)熱裝置的殼體外部形狀設(shè)定為圓柱形，內(nèi)部通孔的空間形狀設(shè)定為上頂面和下底面直徑不同的圓臺(tái)形狀。[0020]更為優(yōu)選的，為了能夠方便進(jìn)行多晶硅棒預(yù)熱時(shí)，移動(dòng)預(yù)熱裝置，本實(shí)用新型實(shí)施例中可在預(yù)熱裝置的圓柱體形狀的殼體側(cè)壁上，沿水平方向鑿入一圓孔，用于移動(dòng)該預(yù)熱裝置時(shí)與外接設(shè)備連接。并且，為了使預(yù)熱裝置與外接設(shè)備連接時(shí)，重心平穩(wěn)，優(yōu)選的將該鑿入的圓孔設(shè)置于圓柱體的柱高中心處。[0021]更為優(yōu)選的，為了使預(yù)熱裝置與外接設(shè)備連接時(shí)，達(dá)到最好的固定效果，本實(shí)用新型實(shí)施例中，可在殼體的上頂面或下底面外壁沿垂直方向鑿入一鎖孔，并使該鎖孔與圓孔連通，用于將預(yù)熱裝置與外接設(shè)備鎖定連接。[0022]優(yōu)選的，為了達(dá)到更好的鎖定連接效果，鎖孔可以穿透殼體側(cè)壁上的圓孔，例如， 當(dāng)圓孔位于圓柱體的柱高中心處時(shí)，鎖孔的鑿入深度就可以是大于圓柱體的柱高的一半， 但小于柱聞。[0023]如圖I所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的具有側(cè)壁圓孔與鎖孔，并且殼體外壁呈圓柱體，內(nèi)部通孔為上大下小的圓臺(tái)形狀的預(yù)熱裝置剖面圖。圖I中，10為圓柱體形狀的殼體外壁，11為上頂面大下底面小的圓臺(tái)形狀的通孔，12為鎖孔，13為側(cè)壁上沿水平方向鑿入的圓孔。[0024]本實(shí)用新型實(shí)施例中，將預(yù)熱多晶硅棒的預(yù)熱裝置制造為中間通孔的環(huán)狀形，將多晶硅棒的預(yù)熱部分環(huán)繞加熱，增大了預(yù)熱部分的受熱面積，預(yù)熱大直徑多晶硅棒時(shí)，能夠4較好的減少預(yù)熱時(shí)間，提高預(yù)熱效率。[0025]本實(shí)用新型實(shí)施例二中將結(jié)合實(shí)際應(yīng)用對(duì)實(shí)施例一中的預(yù)熱裝置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明， 本實(shí)用新型實(shí)施例中以區(qū)域熔化多晶硅棒直徑為100mm-130mm，棒料錐度為30度的預(yù)熱裝置為例進(jìn)行說(shuō)明，預(yù)熱裝置中各部件的具體尺寸與實(shí)際區(qū)熔的多晶硅棒的尺寸相適應(yīng)，并不局限本實(shí)用新型實(shí)施例中所涉及的具體尺寸。[0026]本實(shí)用新型實(shí)施例中仍將預(yù)熱裝置的外壁殼體設(shè)計(jì)為圓柱體形狀，內(nèi)部設(shè)計(jì)為圓臺(tái)形狀，其中，具體設(shè)計(jì)的尺寸可選，并不局限于本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的下述尺寸。本實(shí)用新型實(shí)施例中，圓柱體10的頂面和底面直徑為Φ 75mm，柱高20mm，內(nèi)部圓臺(tái)通孔11的兩端面上大下小，內(nèi)孔11上頂面直徑Φ55πιπι，內(nèi)孔11下底面Φ35πιπι。為了與外部設(shè)備連接，需在圓柱體外壁柱高中心處，沿側(cè)壁方向鑿入一水平圓孔13，圓孔13的直徑為Φ 10_ ； 在圓孔的垂直中心處，并沿圓柱體上頂面鑿入一豎向的鎖孔12，鎖孔12的直徑為ΦΙΟπιπι， 最終制造出的預(yù)熱裝置形狀如圖2所示。[0027]本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的上述預(yù)熱裝置可以區(qū)域熔化大直徑多晶硅棒，并且可以將多晶硅棒預(yù)熱部分完全圍繞加熱，能夠提高預(yù)熱效率，減少預(yù)熱時(shí)間。[0028]本實(shí)用新型實(shí)施例三還提供了一種用于在預(yù)熱多晶硅棒時(shí)，移動(dòng)上述預(yù)熱裝置的裝置平移系統(tǒng)，該平移系統(tǒng)的構(gòu)成如圖3所示，包括平動(dòng)機(jī)構(gòu)21和連接棒22，還包括上述實(shí)施例中的預(yù)熱裝置23，預(yù)熱裝置23通過(guò)連接棒22與平動(dòng)機(jī)構(gòu)21連接，通過(guò)平動(dòng)機(jī)構(gòu)21 移動(dòng)預(yù)熱裝置。[0029]具體的，連接棒22為相對(duì)棒體中心對(duì)稱，中部與端部直徑不同的圓柱體；其中,端部圓柱體的直徑與預(yù)熱裝置23側(cè)壁上的圓孔13直徑相匹配。[0030]優(yōu)選的，上述裝置平移系統(tǒng)中還包括鎖栓；連接棒22的圓柱體端部還具有一豎向圓孔221，豎向圓孔221的直徑與預(yù)熱裝置23上的鎖孔12直徑相匹配；當(dāng)連接棒22的圓柱體端部通過(guò)預(yù)熱裝置23側(cè)壁上的圓孔13插入預(yù)熱裝置23時(shí)，豎向圓孔221與鎖孔位置 12對(duì)應(yīng)，通過(guò)鎖栓將預(yù)熱裝置23與連接棒22鎖定連接。[0031]具體的，連接棒22的圓柱體端部的長(zhǎng)度不大于預(yù)熱裝置23側(cè)壁上圓孔13的鑿入深度，以能達(dá)到固定連接的效果為準(zhǔn)。[0032]更為優(yōu)選的，為了達(dá)到更好的預(yù)熱效果，連接棒22具有與預(yù)熱裝置23相同的材料，可以優(yōu)選石墨材料。[0033]優(yōu)選的，為了與實(shí)施例二中的預(yù)熱裝置相連接，本實(shí)用新型實(shí)施例中的連接棒22 的具體設(shè)計(jì)尺寸如下棒長(zhǎng)86mm,兩端部圓柱體223的直徑為Φ IOmm,長(zhǎng)13mm,中部圓柱體 222的直徑為中12_，長(zhǎng)60_，連接棒22的剖面示意圖如圖4所示，當(dāng)然具體實(shí)施時(shí)，連接棒的設(shè)計(jì)尺寸并不局限于本實(shí)用新型實(shí)施例的上述連接棒的設(shè)計(jì)尺寸，能夠達(dá)到固定連接預(yù)熱裝置即可。[0034]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的裝置平移系統(tǒng)，能夠通過(guò)連接棒與預(yù)熱裝置鎖定連接， 并能夠較好的在預(yù)熱多晶硅棒時(shí)，平移預(yù)熱裝置。[0035]具體的，在實(shí)際區(qū)域熔化多晶硅棒時(shí)，可采用如下工序[0036]一、將預(yù)熱裝置23與連接棒22具有豎向圓孔221的一端連接并鎖定，連接棒的另一端與平動(dòng)機(jī)構(gòu)21連接并鎖定。然后調(diào)節(jié)預(yù)熱裝置與加熱線圈的間距和中心距，使加熱線圈放置于預(yù)熱裝置的正下方。5[0037]_■、預(yù)熱多晶娃棒時(shí)，開(kāi)啟聞?lì)l電源聞壓，使加熱線圈廣生感應(yīng)電流，并在周圍廣生電流磁場(chǎng)，由于預(yù)熱裝置位于加熱線圈的正上方，并且預(yù)熱裝置的外殼材料能夠在電流磁場(chǎng)下產(chǎn)生感應(yīng)電流并發(fā)熱，因此，通過(guò)加熱線圈的電流磁場(chǎng)，使預(yù)熱裝置表面產(chǎn)生高頻感應(yīng)電流，并產(chǎn)生熱量，對(duì)伸入預(yù)熱裝置中間通孔的多晶硅棒前端預(yù)熱部分，進(jìn)行高溫輻射加熱。只需要預(yù)熱較短的時(shí)間，多晶硅棒前端預(yù)熱部分就會(huì)發(fā)紅，當(dāng)多晶硅棒自身可以產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)，預(yù)熱裝置23在平移機(jī)構(gòu)21的作用下移出加熱位置，完成預(yù)熱。[0038]利用本實(shí)用新型實(shí)施例提供的預(yù)熱裝置，以及移動(dòng)預(yù)熱裝置的裝置平移系統(tǒng)，能夠很好的對(duì)多晶硅棒進(jìn)行預(yù)熱，尤其適用于大直徑多晶硅棒，減少了預(yù)熱時(shí)間，提高了預(yù)熱效率，并提高了經(jīng)濟(jì)效益。[0039]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。權(quán)利要求1.一種預(yù)熱裝置，用于區(qū)域熔化多晶硅棒時(shí)，預(yù)熱多晶硅棒，其特征在于，該預(yù)熱裝置具有能在電流磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流并發(fā)熱的殼體，殼體內(nèi)部具有能將多晶硅棒預(yù)熱部分不接觸環(huán)繞，且與所述多晶硅棒預(yù)熱部分形狀相似的通孔。
2.如權(quán)利要求I所述的預(yù)熱裝置，其特征在于，所述殼體的外部形狀為圓柱體。
3.如權(quán)利要求2所述的預(yù)熱裝置，其特征在于，所述殼體上具有從殼體的側(cè)壁沿水平方向鑿入的、用于移動(dòng)所述預(yù)熱裝置時(shí)連接外接設(shè)備的圓孔。
4.如權(quán)利要求3所述的預(yù)熱裝置，其特征在于，所述圓孔位于圓柱體的柱高中心處。
5.如權(quán)利要求3或4所述的預(yù)熱裝置，其特征在于，所述殼體上具有從殼體的上頂面或下底面外壁沿垂直方向鑿入的、用于將所述預(yù)熱裝置與所述外接設(shè)備鎖定連接的鎖孔，所述鎖孔與所述圓孔連通。
6.如權(quán)利要求I所述的預(yù)熱裝置，其特征在于，所述預(yù)熱裝置的材料為石墨。
7.一種裝置平移系統(tǒng)，用于區(qū)域熔化多晶硅棒預(yù)熱時(shí)移動(dòng)預(yù)熱裝置，包括平動(dòng)機(jī)構(gòu)和連接棒，其特征在于，還包括權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的預(yù)熱裝置，所述預(yù)熱裝置通過(guò)所述連接棒與所述平動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，通過(guò)所述平動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)所述預(yù)熱裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置平移系統(tǒng)，其特征在于，所述連接棒為相對(duì)棒體中心對(duì)稱，中部與端部直徑不同的圓柱體；其中，端部圓柱體的直徑與所述預(yù)熱裝置側(cè)壁上的圓孔直徑相匹配、且小于中部圓柱體的直徑。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置平移系統(tǒng)，其特征在于，還包括鎖栓；且所述連接棒的圓柱體端部還具有一豎向圓孔，所述豎向圓孔的直徑與所述預(yù)熱裝置上的鎖孔直徑相匹配；當(dāng)所述連接棒的圓柱體端部通過(guò)預(yù)熱裝置側(cè)壁上的圓孔插入所述預(yù)熱裝置時(shí)，所述豎向圓孔與所述鎖孔位置對(duì)應(yīng)，通過(guò)所述鎖栓將所述預(yù)熱裝置與所述連接棒鎖定連接。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置平移系統(tǒng)，其特征在于，所述連接棒的圓柱體端部的長(zhǎng)度不大于預(yù)熱裝置側(cè)壁上圓孔的鑿入深度。
11.如權(quán)利要求7-10任一項(xiàng)所述的裝置平移系統(tǒng)，其特征在于，所述連接棒具有與預(yù)熱裝置相同的材料。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種預(yù)熱裝置及裝置平移系統(tǒng)，用于區(qū)域熔化多晶硅棒時(shí)，預(yù)熱多晶硅棒，以解決現(xiàn)有技術(shù)中區(qū)域熔化大直徑多晶硅棒預(yù)熱時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題。本實(shí)用新型提供的預(yù)熱裝置具有能在電流磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流并發(fā)熱的殼體，殼體內(nèi)部具有能將多晶硅棒預(yù)熱部分不接觸環(huán)繞，且與所述多晶硅棒預(yù)熱部分形狀相似的通孔。通過(guò)本實(shí)用新型能夠?qū)⒍嗑Ч璋纛A(yù)熱部分環(huán)繞加熱，增加多晶硅棒的受熱面積，節(jié)省了預(yù)熱時(shí)間。
文檔編號(hào)C30B13/20GK202808992SQ20122043162
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者冷先鋒, 阮光玉, 王楠 申請(qǐng)人:北京京運(yùn)通科技股份有限公司