專利名稱：?jiǎn)尉Ч枭a(chǎn)用異形石墨坩堝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種石墨坩堝，具體地說(shuō)是一種單晶硅生產(chǎn)用 的異形石墨坩堝。背景技術(shù)：
單晶硅生產(chǎn)過(guò)程是，把多晶硅原料置入石英坩堝內(nèi)，通過(guò)電阻 加熱，將裝在石英坩堝中的多晶硅熔化，熔化溫度約為1600度。石英坩堝把熔化的多晶硅 液托住。生產(chǎn)過(guò)程中通有氬氣保護(hù)氣體，使單晶硅在無(wú)氧的氛圍中形成。并且生產(chǎn)時(shí)，石墨 坩堝和石英坩堝作單向不停地慢速轉(zhuǎn)動(dòng)。石墨坩堝的作用是保護(hù)石英坩堝并加熱石英坩堝，使置入石英坩堝中的多晶硅原 料熔化，并始終保持生產(chǎn)所需的工作溫度。由于單晶硅形成是在高溫?zé)釄?chǎng)中進(jìn)行，每生產(chǎn)一 爐單晶硅需更換一次石英坩堝。石墨坩堝可以重復(fù)使用，石墨坩堝使用壽命直接影響到產(chǎn) 品質(zhì)量和產(chǎn)品成本。石墨坩堝由三瓣堝體組成，三瓣的作用是石英坩堝在高溫下熱脹冷縮，這樣托付 石英坩堝的石墨坩堝組裝時(shí)三瓣必須留有一定的間隙，大約為0. 3mm,以跟隨石英坩堝的熱 脹冷縮，使石英坩堝在熱膨脹時(shí)能正常工作。另外，石英坩堝的受熱主要來(lái)至于石墨坩堝的 傳導(dǎo)熱，石英坩堝的受熱越均勻做出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量越好。否則會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。影響石墨坩堝使用壽命的主要原因是因?yàn)槭釄逶诟邷貧鍤獠粩嗟貨_擊和腐 蝕下，石墨坩堝的縫隙變大造成的，縫隙變大后就影響到石英坩堝的受熱均勻性，從而影響 到單晶硅的少子物理特性和電阻的均勻性，進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量。傳統(tǒng)的石墨坩堝由均等的三瓣堝體組成，加工鍋體縫隙時(shí)刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡是直 線。以石墨坩堝使用狀態(tài)的位置為基準(zhǔn)，成型后鍋體的每一組裝面處于與水平方向垂直的 平面中。因此，傳統(tǒng)的石墨坩堝的組裝縫隙的長(zhǎng)度和面積都是理論上最小的。由于在高溫狀 態(tài)下，縫隙的傳導(dǎo)熱要快于石墨本體，使縫隙處的石墨坩堝受熱較快，形成了熱量集中，石 英坩堝三處接觸石墨坩堝縫隙的地方受到熱量沖擊。因?yàn)楸Ｗo(hù)氣體氬氣是在不停地進(jìn)行流 動(dòng)，形成的氬氣熱流在石墨坩堝的縫隙中不停地流動(dòng)，不斷地沖擊和腐蝕石墨坩堝，由于高 溫氬氣的不停流動(dòng)以及石墨坩堝的自身轉(zhuǎn)動(dòng)，石墨坩堝縫隙不斷增大，當(dāng)石墨坩堝縫隙增 大到3-4mm時(shí)，石墨坩堝就需要更換。一般地，一個(gè)石墨坩堝的使用壽命大約在生產(chǎn)30-40 爐左右。(三)、實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型旨在提供一種單晶硅生產(chǎn)用異形石墨坩堝，以 克服現(xiàn)有單晶硅生產(chǎn)用的石墨坩堝的缺陷，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是第一、使石墨坩堝的受 熱相對(duì)均勻，避免石墨坩堝因受熱不均局部受熱沖擊，并降低高溫氬氣流動(dòng)沖擊石墨坩堝 縫隙的強(qiáng)度，以提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品物理特性的穩(wěn)定性。第二、提高石墨坩堝的使用壽命。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下一種單晶硅生產(chǎn)用異形石墨坩堝，由三瓣鍋體組裝而成，每一瓣鍋體均由互為一 體的鍋壁部分和鍋底部分組成，相鄰兩瓣鍋體之間帶有組裝縫隙，三條組裝縫隙的下端匯 集于中心軸與鍋底部分相交的位置，其特征在于鍋壁部分的組裝面的延長(zhǎng)面偏離中心軸。鍋底部分的組裝面為平面或者折彎面或者曲面。鍋底部分的組裝面和鍋壁部分的組裝面均為曲面，所述的兩曲面重疊于同一球[0012]本實(shí)用新型的積極效果在于經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，石墨坩堝的縫隙結(jié)合面長(zhǎng)度與石墨 坩堝的使用壽命成正比。本實(shí)用新型加工鍋體縫隙的刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線或者折現(xiàn)，石 墨坩堝的組裝面成成曲面或者曲面帶斜面，加大了結(jié)合面的有效長(zhǎng)度和面積，有效降低了 氬氣熱流沖擊強(qiáng)度，使熱量能夠在加長(zhǎng)的縫隙中得到更有效地分布，減輕了石墨坩堝縫隙 的熱量集中量，從而就降低了石墨坩堝縫隙處的腐蝕速度，有效提高了石墨坩堝的使用壽 命。本實(shí)用新型的使用壽命由原來(lái)只能生產(chǎn)30-40爐提高到能生產(chǎn)110爐以上，大大 地提高了石墨坩堝使用壽命，由于熱場(chǎng)中的熱量沖擊得到緩解，使產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性得到 了很大提高，解決了單晶硅少子物理特性和電阻不穩(wěn)的問(wèn)題。有效降低單晶硅的生產(chǎn)成本。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的俯視示意圖。圖3是本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型第二個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實(shí)用新型第三個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)例進(jìn)一步描述本實(shí)用新型。如圖1、2所示，本實(shí)用新型由三瓣鍋體組裝而成，每一瓣鍋體均由互為一體的鍋 壁部分3和鍋底部分1組成，相鄰兩瓣鍋體之間帶有組裝縫隙2，三條組裝縫隙的下端匯集 于中心軸4與鍋底部分1相交的位置。鍋壁部分3的組裝面以及鍋底部分1的組裝面為平面、曲面或者折彎面，或者為呈 斜面的曲面或者折彎面。實(shí)施例一如圖3所示，鍋底部分1的組裝面和鍋壁部分3的組裝面均為曲面，所述的兩曲面 重疊于同一球面。實(shí)施例二如圖4所示，鍋底部分1的組裝面為折彎面。鍋壁部分3的組裝面為一平面，該平 面偏離中心軸4，比如偏離45°。實(shí)施例三如圖5所示，鍋底部分1的組裝面為一平面，該平面過(guò)中心軸4。鍋壁部分3的組 裝面為一平面，該平面偏離中心軸4，比如偏離30°。
權(quán)利要求一種單晶硅生產(chǎn)用異形石墨坩堝，由三瓣鍋體組裝而成，每一瓣鍋體均由互為一體的鍋壁部分(3)和鍋底部分(1)組成，相鄰兩瓣鍋體之間帶有組裝縫隙(2)，三條組裝縫隙的下端匯集于中心軸(4)與鍋底部分(1)相交的位置，其特征在于鍋壁部分(3)的組裝面的延長(zhǎng)面偏離中心軸(4)。
2.如權(quán)利要求1所述的單晶硅生產(chǎn)用異形石墨坩堝，其特征在于鍋底部分(1)的組 裝面為平面或者折彎面或者曲面。
3.如權(quán)利要求1或2所述的單晶硅生產(chǎn)用異形石墨坩堝，其特征在于鍋底部分(1)的 組裝面和鍋壁部分(3)的組裝面均為曲面，所述的兩曲面重疊于同一球面。
專利摘要本實(shí)用新型是一種單晶硅生產(chǎn)用異形石墨坩堝，由三瓣鍋體組裝而成，每一瓣鍋體均由互為一體的鍋壁部分(3)和鍋底部分(1)組成，相鄰兩瓣鍋體之間帶有組裝縫隙(2)，三條組裝縫隙的下端匯集于中心軸(4)與鍋底部分(1)相交的位置，鍋壁部分(3)的組裝面的延長(zhǎng)面偏離中心軸(4)。本實(shí)用新型的使用壽命提高到110爐以上。同時(shí)，由于熱場(chǎng)中的熱量沖擊得到緩解，使產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性得到了很大提高，解決了單晶硅少子物理特性和電阻不穩(wěn)的問(wèn)題。有效降低了單晶硅的生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C30B15/10GK201670890SQ201020203608
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者歷福江 申請(qǐng)人:煙臺(tái)福江石墨有限公司