一種低能耗單晶爐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種低能耗單晶爐，屬單晶爐【技術(shù)領(lǐng)域】。包括爐體和豎直設(shè)置在爐體內(nèi)底盤上的石墨堝桿，石墨堝桿的上端托住石英坩堝；所述的石墨托桿上部設(shè)有開口朝上的石墨托杯，在石墨托杯的空腔內(nèi)填充保溫材料，所述石英坩堝位于石墨托杯上。所述的保溫材料為厚度≥100mm的保溫碳?xì)?。在所述的石墨托杯和石英坩堝之間還設(shè)有石墨堝托。本實(shí)用新型為單晶爐配置大尺寸加熱系統(tǒng)，在90型單晶爐裝配22寸熱系統(tǒng)并采取各種保溫措施，防止熱量散失，可以提高產(chǎn)量和成品率、降低能耗。
【專利說明】一種低能耗單晶爐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及單晶爐【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]單晶硅棒是生產(chǎn)單晶硅片的原材料，隨著國內(nèi)和國際市場對單晶硅片需求量的快速增加，單晶硅棒的市場需求也呈快速增長的趨勢。直徑越大的單晶硅圓片，所能刻制的集成電路越多，芯片的成本也就越低。但大尺寸晶片對材料、技術(shù)和設(shè)備的的要求也越高。如何進(jìn)一步降低拉晶成本，提高晶體硅內(nèi)在品質(zhì)，成為單晶爐行業(yè)的發(fā)展目標(biāo)。目前，在90型單晶爐裝配22寸熱系統(tǒng)，與裝配20寸熱系統(tǒng)相比，具有投料量大，產(chǎn)能高的優(yōu)勢，但隨著熱場尺寸增大，投料量增多，拉晶環(huán)境也變得更加復(fù)雜，成晶難度大大增加，在增加功率后如何降低能耗成為單晶爐設(shè)備生產(chǎn)廠家的重要技術(shù)課題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種低能耗單晶爐，具有提高產(chǎn)量和成品率、降低能耗的特點(diǎn)。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是:一種低能耗單晶爐，包括爐體和豎直設(shè)置在爐體內(nèi)底盤上的石墨堝桿，石墨堝桿的上端托住石英坩堝；所述的石墨堝桿上部設(shè)有開口朝上的石墨托杯，在石墨托杯的空腔內(nèi)填充保溫隔熱材料，所述石英坩堝位于石墨托杯上。
[0005]對本實(shí)用新型所做的進(jìn)一步改進(jìn)是:所述的保溫隔熱材料為厚度> 10mm的保溫隔熱碳?xì)?。在所述的石墨托杯和石英坩堝之間還設(shè)有石墨堝托。還包括固定在所述爐體的內(nèi)壁上的碳?xì)直貎?nèi)層，在所述碳?xì)直貎?nèi)層的內(nèi)壁上安裝保溫內(nèi)筒，在所述碳?xì)直貎?nèi)層和保溫內(nèi)筒的頂端設(shè)有環(huán)形蓋板，在所述環(huán)形蓋板的外周和上方覆蓋碳?xì)直厣蠈?，所述碳?xì)直厣蠈拥暮穸?gt; 62mm ;在碳?xì)直厣蠈由显O(shè)有封氣環(huán)；在所述爐體的底盤上鋪設(shè)碳?xì)直氐讓?，所述碳?xì)直氐讓拥暮穸?gt; 120_。
[0006]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:本實(shí)用新型充分利用單晶爐的空間，配置大尺寸加熱系統(tǒng)，在90型單晶爐裝配22寸熱系統(tǒng)，并采取各種節(jié)能措施:一、在石墨托杯的空腔內(nèi)填充保溫隔熱材料，提高了石英坩堝底部保溫效果。二、在整套熱系統(tǒng)的底部、中間和頂端，將加熱器層層包裹起來，熱量散失明顯降低，整個(gè)拉晶過程，加熱器發(fā)熱功率降低很多。三、封氣環(huán)能將熱系統(tǒng)與不銹鋼爐壁的間隙封死，使單晶爐惰性保護(hù)氣體——?dú)輾庵谎貙?dǎo)流筒口徑向下流動(dòng)，避免氬氣短路抄近道，防止熱量散失。
[0007]在拉晶過程中耗電量降低，節(jié)能效果明顯，晶體等徑生長時(shí)的功率由之前的50.5kw下降到現(xiàn)在的40.2kw,下降了 20%,每爐可節(jié)電309度,單臺(tái)爐年節(jié)電48204度。該單晶爐的投料量由之前的120kg達(dá)到現(xiàn)在的150kg，增加了 25%?？梢陨a(chǎn)8寸、8.5寸、9寸單晶棒，成品率可以達(dá)到88 %，9寸單晶棒的月產(chǎn)能由之前的1250kg達(dá)到現(xiàn)在的1500kg，增加了 20%。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0009]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]如圖所示:1碳?xì)直氐讓印?保溫隔熱材料、3環(huán)形蓋板、4碳?xì)直厣蠈印?封氣環(huán)、6導(dǎo)流筒、7碳?xì)直貎?nèi)層、8加熱器、9保溫內(nèi)筒、10石英坩堝、11石墨堝托、12石墨托杯、13電極螺栓、14石墨堝桿、15爐底護(hù)盤、16電極護(hù)套、17堝桿護(hù)套。

【具體實(shí)施方式】
[0011]對照圖1對本實(shí)用新型的操作使用步驟作進(jìn)一步說明:
[0012]實(shí)施例1.一種低能耗單晶爐，包括爐體和豎直設(shè)置在爐體內(nèi)底盤上的石墨堝桿14，石墨堝桿14的上端托住石英坩堝10 ;所述的石墨堝桿14上部設(shè)有開口朝上的石墨托杯12，在石墨托杯12的空腔內(nèi)填充保溫隔熱材料2，所述石英坩堝10位于石墨托杯12上。還包括固定在所述爐體的內(nèi)壁上的碳?xì)直貎?nèi)層7，在所述碳?xì)直貎?nèi)層7的內(nèi)壁上安裝保溫內(nèi)筒9，在所述碳?xì)直貎?nèi)層7和保溫內(nèi)筒9的頂端設(shè)有環(huán)形蓋板3，在所述環(huán)形蓋板3的外周和上方覆蓋碳?xì)直厣蠈?，所述碳?xì)直厣蠈?的厚度> 62mm ;在碳?xì)直厣蠈?上設(shè)有封氣環(huán)5 ;在所述爐體的底盤上鋪設(shè)碳?xì)直氐讓?，所述碳?xì)直氐讓覫的厚度^ 120mm。
[0013]實(shí)施例2、一種低能耗單晶爐，包括爐體和豎直設(shè)置在爐體內(nèi)底盤上的石墨堝桿14，石墨堝桿14的上端托住石英坩堝10 ;其特征在于:所述的石墨堝桿14上部設(shè)有開口朝上的石墨托杯12，在石墨托杯12的空腔內(nèi)填充保溫隔熱材料2，所述石英坩堝10位于石墨托杯12上。所述的保溫隔熱材料2為厚度> 10mm的保溫隔熱碳?xì)帧＿€包括固定在所述爐體的內(nèi)壁上的碳?xì)直貎?nèi)層7，在所述碳?xì)直貎?nèi)層7的內(nèi)壁上安裝保溫內(nèi)筒9，在所述碳?xì)直貎?nèi)層7和保溫內(nèi)筒9的頂端設(shè)有環(huán)形蓋板3，在所述環(huán)形蓋板3的外周和上方覆蓋碳?xì)直厣蠈?，所述碳?xì)直厣蠈?的厚度> 62mm ;在碳?xì)直厣蠈?上設(shè)有封氣環(huán)5 ；在所述爐體的底盤上鋪設(shè)碳?xì)直氐讓?，所述碳?xì)直氐讓覫的厚度> 120mm。
[0014]實(shí)施例3、一種低能耗單晶爐，包括爐體和豎直設(shè)置在爐體內(nèi)底盤上的石墨堝桿14，石墨堝桿14的上端托住石英坩堝10 ;所述的石墨堝桿14上部設(shè)有開口朝上的石墨托杯12，在石墨托杯12的空腔內(nèi)填充保溫隔熱材料2，所述石英坩堝10位于石墨托杯12上。所述的保溫隔熱材料2為厚度≥10mm的保溫隔熱碳?xì)?。在所述的石墨托?2和石英坩堝10之間還設(shè)有石墨堝托11。還包括固定在所述爐體的內(nèi)壁上的碳?xì)直貎?nèi)層7，在所述碳?xì)直貎?nèi)層7的內(nèi)壁上安裝保溫內(nèi)筒9，在所述碳?xì)直貎?nèi)層7和保溫內(nèi)筒9的頂端設(shè)有環(huán)形蓋板3，在所述環(huán)形蓋板3的外周和上方覆蓋碳?xì)直厣蠈?，所述碳?xì)直厣蠈?的厚度> 62mm ;在碳?xì)直厣蠈?上設(shè)有封氣環(huán)5 ;在所述爐體的底盤上鋪設(shè)碳?xì)直氐讓?br> I,所述碳租保溫底層I的厚度≥120mm。
【權(quán)利要求】
1.一種低能耗單晶爐，包括爐體和豎直設(shè)置在爐體內(nèi)底盤上的石墨堝桿(14)，石墨堝桿(14)的上端托住石英坩堝(10);其特征在于:所述的石墨堝桿(14)上部設(shè)有開口朝上的石墨托杯(12)，在石墨托杯(12)的空腔內(nèi)填充保溫隔熱材料(2)，所述石英坩堝(10)位于石墨托杯(12)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低能耗單晶爐，其特征在于:所述的保溫隔熱材料(2)為厚度≥100mm的保溫隔熱碳租。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低能耗單晶爐，其特征在于:在所述的石墨托杯(12)和石英坩堝(10)之間還設(shè)有石墨堝托(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種低能耗單晶爐，其特征在于:還包括固定在所述爐體的內(nèi)壁上的碳?xì)直貎?nèi)層(7)，在所述碳?xì)直貎?nèi)層(7)的內(nèi)壁上安裝保溫內(nèi)筒(9)，在所述碳?xì)直貎?nèi)層(7)和保溫內(nèi)筒(9)的頂端設(shè)有環(huán)形蓋板(3)，在所述環(huán)形蓋板(3)的外周和上方覆蓋碳?xì)直厣蠈?4)，所述碳?xì)直厣蠈?4)的厚度> 62mm;在碳?xì)直厣蠈?4)上設(shè)有封氣環(huán)(5);在所述爐體的底盤上鋪設(shè)碳?xì)直氐讓?1)，所述碳?xì)直氐讓?I)的厚度≥120mm。
【文檔編號(hào)】C30B15/00GK203923449SQ201420332636
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】李德建, 趙會(huì)剛, 張曉朋 申請人:河北寧通電子材料有限公司