本實用新型涉及到機械領域,尤其涉及到一種單晶爐石英導流筒。
背景技術:
硅單晶爐拉制硅單晶的過程中,在保護氣體氬氣或氮氣保護中,石墨加熱器對石墨坩堝托內裝滿多晶硅原料的石英坩堝進行加熱,使坩堝中的多晶硅原料熔化,并達到工藝引晶要求。此時,單晶硅晶種通過導流筒直接插入到熔融的多晶硅的溶液里,逐步引導石英坩堝內的熔融多晶硅溶液按照單晶硅晶種的原子排列方式進行結晶,生長出新的硅單晶體。
目前硅單晶爐內使用的導流筒主要采用高純石墨與石墨保溫材料的組合或C/C復合材料制備而成。在使用的過程中主要對高溫保護氣體起到導流作用。這就要求制作導流筒所需的材料不但要能有耐高溫的性能,還需要具有一定的韌性及抗氧化性能。引晶及生長的過程中要具備一定的保溫隔熱性能和抗裂性能,保證導流筒內單晶硅棒與熔融的多晶硅原料之間的溫度差。
現有技術主要存在以下缺點:
1、導流筒加工材料使用的是高純石墨及石墨保溫材料或C/C復合材料加工而成,材料本身存在一定的雜質,在高溫條件下,雜質會揮發出來,影響單晶體的純度;
2、石墨材料雖然能耐高溫,但是其韌性和抗氧化的性能較差,在高溫環境中石墨會變得越來越硬,發揮出其抗壓特性,但韌性逐步降低,且容易與爐內殘留氧氣發生氧化;
3、石墨制品在保溫和隔熱方面的性能比較差,高溫條件下的使用壽命也比較短。為了保證導流筒內單晶硅棒與熔融的多晶硅原料之間的溫度差,現在普遍引進冷卻管通水對導流筒進行冷卻,但這會帶來巨大的隱形事故,一旦冷卻水管破裂,爐內壓力迅速上升,爐子有爆炸的可能。
4、大尺寸的導流筒加工周期長,耗材多,成本高,加工困難,不利于設備在生產過程中隨工藝的調整而做相應的部件調整;因此現有技術存在缺陷,需要改進。
技術實現要素:
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種單晶爐石英導流筒。
為實現上述目的,本實用新型所采用了下述的技術方案:一種單晶爐石英導流筒,設有石英內筒和內筒支架,所述內筒支架設在所述石英內筒的外壁,所述石英內筒的內壁設有銥層,所述石英內筒與所述內筒支架之間設置有保溫層; 所述石英內筒為圓錐體,所述石英內筒的上端邊緣設有裙邊;所述石英內筒上下兩端均設有一密封的凹臺;所述石英內筒具有光滑內表面且四周無任何接痕;所述銥層設置于所述光滑內表面上;所述內筒支架為堝形,所述內筒支架的上下兩端均具有一密封的凸臺,所述凸臺與所述凹臺相匹配使所述石英內筒固定在所述內筒支架上;所述內筒支架的上端設有一小平面的軸肩。
優選的,所述裙邊為所述石英內筒的上端邊緣一周,所述裙邊帶有密封溝槽,所述裙邊寬度大約在5cm左右。
優選的,所述凹臺為四個,所述凹臺分別設置在所述石英內筒的上端和下端的左右兩側。
優選的,所述凸臺為四個,所述凸臺分別設置在所述內筒支架的上端和下端的左右兩側。
優選的,所述保溫層為高純石墨保溫氈。
優選的,所述內筒支架的上部設有固定件,通過所述固定件對導流筒進行定位和固定。
相對于現有技術的有益效果是,采用上述方案,本實用新型在單晶硅生長過程中減少石墨材料中雜質對單晶硅棒的污染,具有較高的強度與隔熱性,在高溫條件下具有較高的抗裂性和抗震性,不易與氧結合進行氧化。
附圖說明
圖1為本實用新型的一個實施例的結構示意圖。
具體實施方式
為了便于理解本實用新型,下面結合附圖和具體實施例,對本實用新型進行更詳細的說明。附圖中給出了本實用新型的較佳的實施例。但是,本實用新型可以以許多不同的形式來實現,并不限于本說明書所描述的實施例。相反地,提供這些實施例的目的是使對本實用新型的公開內容的理解更加透徹全面。
需要說明的是,當元件被稱為“固定于”另一個元件,它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件,它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本說明書所使用的術語“固定”、“一體成型”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。
除非另有定義,本說明書所使用的所有的技術和科學術語與屬于本實用新型的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本說明書中在本實用新型的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的,不是用于限制本實用新型。
如圖1所示,本實用新型的一個實施例是:一種單晶爐石英導流筒,設有石英內筒102和內筒支架104,所述內筒支架104設在所述石英內筒102的外壁,所述石英內筒102的內壁設有銥層101,所述石英內筒102與所述內筒支架104之間設置有保溫層103;例如:所述石英內筒102具有倒置的圓錐形或圓臺形;所述石英內筒102具有光滑內表面且四周無任何接痕,石英內筒102的壁厚較為均勻,斜錐面平整度及光潔度要求都比較高,光潔度最低需要在5μ之內,例如:有金屬銥材料制成銥層101,銥層101設置在石英內筒102圓錐壁內中心位置,銥層101的鑲嵌厚度只有2-3μ,銥層101和石英內筒102的形狀一致;例如:所述石英內筒102的上端邊緣設有裙邊;所述裙邊設在所述石英內筒102的上端邊緣一周,所述裙邊帶有密封溝槽,所述裙邊寬度大約在5cm左右,例如:所述石英內筒102上下兩端均設有一密封的凹臺;優選的,凹臺為四個,所述凹臺分別設置在石英內筒102的上端兩側和石英內筒102的下端兩側;下端兩側的凹臺設置在向石英內筒102外壁向中心移動相對應的距離處,根據導流筒的大小,凹臺設置的位置也會改變,比如;石英內筒102底部外壁向中心移動10CM左右,導流筒在對單晶硅棒與熔融的多晶硅原料加熱時,底部夾角弧度比較薄,防止不能承受相對應的熱度而出現破洞,防止危險事件發生;上端兩側的凹臺與內筒支架104的上部凸臺向配合;所述銥層101設置于所述光滑內表面上;例如:銥層101有多個銥錐環組成,銥錐環由于本身成錐環狀的鏡面結構,且沒有任何接縫,具有很強的光及溫度的反射功能,在加上石英本身具有抗彎強度大,導熱系數小等特點,將二者結合為一個整體,具有很強的光及溫度反射能力,且能承受一定溫度,本身不會破裂、脫落。
所述內筒支架104為堝形,所述內筒支架104的上下兩端均具有一密封的凸臺,所述凸臺與所述凹臺相匹配使所述石英內筒102固定在所述內筒支架104上;例如:凸臺為四個,所述凸臺分別設置在所述內筒支架104的上端兩側和下端兩側,上端兩側的凸臺與導流內筒102上端凹臺配合,下端兩側的凸臺與導流內筒102下端凹臺配合,導流內筒102凹臺與內筒支架104相配合使兩者嵌套固定;所述內筒支架104的上端設有一小平面的軸肩,例如:軸肩與其他零件相配合定位和固定,承擔整個石英導流筒的重量,因為條件和位置的不同,在對導流同進行定位安裝、移動的時候,也可以通過軸肩來移動內筒支架104。
優選的,所述保溫層103為高純石墨保溫氈。
優選的,所述內筒支架104的上部設有固定件5,通過所述固定件5對導流筒進行定位和固定,例如固定件5設在內筒支架104上部凸臺的底部且兩者不相連,固定件5的體積要比上部凸臺大,這樣在安裝、定位的時候,固定件5可以有更多的空間進行移動,固定件5為多種形狀的鐵質產品,比如:板型、圓柱形、方形等,在鐵質產品上設有定位件或安裝位,便于定位和安裝。
相對于現有技術的有益效果是,采用上述方案,本實用新型在單晶硅生長過程中減少石墨材料中雜質對單晶硅棒的污染,具有較高的強度與隔熱性,在高溫條件下具有較高的抗裂性和抗震性,不易與氧結合進行氧化。
需要說明的是,上述各技術特征繼續相互組合,形成未在上面列舉的各種實施例,均視為本實用新型說明書記載的范圍;并且,對本領域普通技術人員來說,可以根據上述說明加以改進或變換,而所有這些改進和變換都應屬于本實用新型所附權利要求的保護范圍。