一種可減少坩堝沉積物的石英坩堝熔制機(jī)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種可減少坩堝沉積物的石英坩堝熔制機(jī)，其包括石英坩堝上方的大孔遮熱板，所述大孔遮熱板的中心開孔直徑為350—500mm，所述大孔遮熱板的中心開孔處設(shè)有三根電極，在大孔遮熱板上方設(shè)有石英罩，所述石英罩的中心設(shè)有石英罩開孔，且所述石英罩開孔正對(duì)所述大孔遮熱板的中心開孔，其還包括有電極吹掃系統(tǒng)。本實(shí)用新型通過增加電極吹掃系統(tǒng)，將電極上的沉積物吹散、吹落，防止沉積物過度累積，再結(jié)合石英罩，利用坩堝內(nèi)熱氣流的引導(dǎo)作用將沉積物排出，起到煙筒效應(yīng)，使得沉積物排出更徹底；5、將排風(fēng)系統(tǒng)與電極吹掃系統(tǒng)相結(jié)合，提高產(chǎn)品的合格率和品質(zhì)，合格率提高2-4％。
【專利說明】
一種可減少坩堝沉積物的石英坩堝熔制機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
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[0001]本實(shí)用新型涉及一種石英坩禍熔制機(jī)，特別是涉及一種可減少坩禍沉積物的石英坩禍熔制機(jī)。
【背景技術(shù)】
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[0002]目前，生產(chǎn)石英坩禍熔制機(jī)結(jié)構(gòu)中，遮熱板材質(zhì)多采用不銹鋼(內(nèi)通循環(huán)水冷卻)或是高純石英板。在坩禍熔制坩禍過程中為了保證熱量不散失，遮熱板開孔直徑一般在270—300mm之間。由于遮熱板開孔較小，熱量較高，在熔制坩禍過程中不銹鋼遮熱板經(jīng)常發(fā)生電弧灼燒遮熱板現(xiàn)象，導(dǎo)致遮熱板上的金屬顆粒掉入坩禍內(nèi)表面后形成黑點(diǎn)，該黑點(diǎn)主要成分為鐵元素，在拉單晶過程中會(huì)嚴(yán)重影響單晶品質(zhì)，同時(shí)也會(huì)引起坩禍析晶等問題，造成坩禍不合格；另外長(zhǎng)時(shí)間高溫也易造成遮熱板局部接縫漏水，掉入坩禍，造成缺陷。而高純石英板雖然避免了雜質(zhì)掉入，但是加工成本高，在使用中由于離坩禍和電弧很近，容易變形甚至炸裂，需要經(jīng)常更換。將大孔遮熱板和高純石英板結(jié)合，雖然減少了金屬遮熱板的問題，降低了石英板的成本，但是還是不能解決石英板變形和炸裂的問題。
[0003]另外，現(xiàn)有的石英坩禍熔制機(jī)排風(fēng)系統(tǒng)多安裝在隔音墻頂部，距離遮熱板較遠(yuǎn)，排風(fēng)效果不佳，同時(shí)也沒有主動(dòng)清理沉積物的手段。這導(dǎo)致了在熔制過程中部分沉積在石墨電極表面的S12沉積物不能被及時(shí)排走，逐漸積累，直至掉入到坩禍內(nèi)，在坩禍內(nèi)表形成白斑、附著物及氣泡群。在拉單晶過程中坩禍的白斑、附著物和氣泡群極易被硅液侵蝕，造成單晶成品率低，氧含量尚等冋題。
[0004]專利號(hào)為CN201420470841的專利采用了一種帶有石英罩的排風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，能夠提高排風(fēng)效率，減少沉積物的形成。但是，這種方法只能對(duì)還未形成沉積物的二氧化硅蒸氣有效果，對(duì)于阻止已形成的沉積物的掉落效果不明顯，缺乏主動(dòng)清理沉積物的手段。
【實(shí)用新型內(nèi)容】:
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種可減少坩禍沉積物的石英坩禍熔制機(jī)。
[0006]本實(shí)用新型的目的由如下技術(shù)方案實(shí)施:一種可減少坩禍沉積物的石英坩禍熔制機(jī)，其包括石英坩禍上方的大孔遮熱板，所述大孔遮熱板的中心開孔直徑為350—500mm，所述大孔遮熱板的中心開孔處設(shè)有三根電極，在大孔遮熱板上方設(shè)有石英罩，所述石英罩的中心設(shè)有石英罩開孔，且所述石英罩開孔正對(duì)所述大孔遮熱板的中心開孔，其還包括有電極吹掃系統(tǒng)，所述電極吹掃系統(tǒng)包括兩根石英管和壓縮空氣供給控制系統(tǒng);每根所述石英管均設(shè)置于所述大孔遮熱板上方，所述石英管的進(jìn)氣口端穿過所述石英罩，并與所述壓縮空氣供給控制系統(tǒng)連接，所述石英管的出氣口端至電極的距離為坩禍半徑的0.5?0.8倍，每根所述石英管的軸線分別經(jīng)過三根所述電極中的兩根，且兩根所述石英管的軸線相交于一點(diǎn)。
[0007]具體的，所述壓縮空氣供給控制系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)、過濾調(diào)壓器、流量計(jì)和電磁閥，所述空氣壓縮機(jī)的空氣出口與所述過濾調(diào)壓器的空氣進(jìn)口管路連接，所述過濾調(diào)壓器的空氣出口分別與兩根所述石英管的進(jìn)氣口管路連接，連接所述過濾調(diào)壓器的空氣出口與兩根所述石英管的進(jìn)氣口管路上分別設(shè)有所述流量計(jì)和所述電磁閥。過濾調(diào)壓器需要能過濾水和油;通過調(diào)節(jié)過濾調(diào)壓器和流量計(jì)使石英管的出氣口附近壓強(qiáng)為0.5?IMPa，流量為50?200ml/s。吹氣的時(shí)機(jī)要根據(jù)實(shí)際工藝和沉積物的多少而定。
[0008]優(yōu)選的，每根所述石英管的管口截面積為20?200mm2，長(zhǎng)度為0.5?I米。
[0009]優(yōu)選的，所述的一種可減少坩禍沉積物的石英坩禍熔制機(jī)，還包括有排風(fēng)系統(tǒng)，所述排風(fēng)系統(tǒng)包括排風(fēng)管道和排風(fēng)機(jī)，所述排風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口與所述排風(fēng)管道的出風(fēng)口連接；所述石英罩側(cè)面開設(shè)有排風(fēng)口，所述排風(fēng)管道的進(jìn)風(fēng)口正對(duì)所述石英罩側(cè)面的排風(fēng)口。
[0010]優(yōu)選的，所述石英罩側(cè)面的排風(fēng)口直徑為270—350mm;所述排風(fēng)管道的進(jìn)風(fēng)口與所述石英罩側(cè)面的排風(fēng)口之間的距離為20Cm-100Cmo
[0011 ]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:1、通過擴(kuò)大遮熱板開孔直徑，避免或減少電弧灼燒遮熱板幾率，提高產(chǎn)品合格率;2、同時(shí)在大孔遮熱板上方增加石英罩，避免熱量流失，提高熔制效率;3、由于石英罩離坩禍和電極更遠(yuǎn)，減少了變形和炸裂的可能，石英罩由廢坩禍制成，加工成本低，即使石英罩有顆粒掉落，由于其成分與坩禍一致，造成的影響也較小;4、通過增加電極吹掃系統(tǒng)，將電極上的沉積物吹散、吹落，防止沉積物過度累積，再結(jié)合石英罩，利用坩禍內(nèi)熱氣流的引導(dǎo)作用將沉積物排出，起到煙筒效應(yīng)，使得沉積物排出更徹底;5、將排風(fēng)系統(tǒng)與電極吹掃系統(tǒng)相結(jié)合，提高產(chǎn)品的合格率和品質(zhì)，合格率提高2-4 %。
【附圖說明】
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[0012]圖1為一種可減少坩禍沉積物的石英坩禍熔制機(jī)的俯視圖。
[0013]圖2為一種可減少坩禍沉積物的石英坩禍熔制機(jī)的剖面圖。
[0014]圖3為電極吹掃系統(tǒng)示意圖。
[0015]排風(fēng)系統(tǒng)I，進(jìn)風(fēng)口101，石英罩2，排風(fēng)口 201，大孔遮熱板3，電極4，電極5，電極6，
石英坩禍7，石英管8，石英管9，空氣壓縮機(jī)10，過濾調(diào)壓器11，流量計(jì)12，電磁閥13。
【具體實(shí)施方式】
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[0016]為使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0017]如圖1和圖2所示，一種可減少坩禍沉積物的石英坩禍熔制機(jī)，其包括18英寸石英坩禍7上方的材質(zhì)為不銹鋼或石英玻璃的大孔遮熱板3、電極吹掃系統(tǒng)和排風(fēng)系統(tǒng)I，大孔遮熱板3的中心開孔直徑為350—500mm，本實(shí)施例為420mm。大孔遮熱板3的中心開孔處設(shè)有三根電極，分別為電極4、電極5和電極6，在大孔遮熱板3上方設(shè)有石英罩2，石英罩2的中心設(shè)有石英罩開孔，且石英罩開孔正對(duì)大孔遮熱板3的中心開孔；電極吹掃系統(tǒng)包括石英管8、石英管9和壓縮空氣供給控制系統(tǒng)，壓縮空氣供給控制系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)10、過濾調(diào)壓器U、流量計(jì)12和電磁閥13;石英管8和石英管9均設(shè)置于大孔遮熱板3上方，石英管8和石英管9的進(jìn)氣口端穿過石英罩2，石英管8的出氣口端至電極5的距離均為120mm，石英管9的出氣口端至電極6的距離均為120mm，石英管8的軸線分別經(jīng)過電極5和電極4，石英管9的軸線分別經(jīng)過電極6和電極4，且石英管8和石英管9的軸線相交于一點(diǎn)。空氣壓縮機(jī)10的空氣出口與過濾調(diào)壓器11的空氣進(jìn)口管路連接，過濾調(diào)壓器11的空氣出口分別與石英管8和石英管9的進(jìn)氣口管路連接，連接過濾調(diào)壓器11的空氣出口與石英管8和石英管9的進(jìn)氣口管路上分別設(shè)有流量計(jì)12和電磁閥13。石英管8和石英管9的直徑均為10mm，長(zhǎng)度均為I米。過濾調(diào)壓器11需要能過濾水和油;通過調(diào)節(jié)過濾調(diào)壓器11和流量計(jì)12使石英管8和石英管9的出氣口附近壓強(qiáng)均為0.5MPa，流量均為80ml/s，氣流分別依次經(jīng)過電極5、電極4和電極6、電極
4。在石英恪制開始5min后，開啟吹掃，每隔5min吹掃2min，同時(shí)不斷通過石英罩2的排風(fēng)口201向外排風(fēng)，將S12蒸汽及沉積物及時(shí)抽走。
[0018]排風(fēng)系統(tǒng)I包括排風(fēng)管道和排風(fēng)機(jī)，排風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口與排風(fēng)管道的出風(fēng)口連接;石英罩2側(cè)面開設(shè)有排風(fēng)口 201，排風(fēng)管道的進(jìn)風(fēng)口 101正對(duì)石英罩2側(cè)面的排風(fēng)口 201。石英罩2側(cè)面的排風(fēng)口 201直徑為270—350mm，本實(shí)施例為300mm;排風(fēng)管道的進(jìn)風(fēng)口 101與石英罩2側(cè)面的排風(fēng)口 201之間的距離為20cm-100cm，本實(shí)施例為50cm。
[0019]以上是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可減少坩禍沉積物的石英坩禍熔制機(jī)，其包括石英坩禍上方的大孔遮熱板，所述大孔遮熱板的中心開孔直徑為350—500mm，所述大孔遮熱板的中心開孔處設(shè)有三根電極，在大孔遮熱板上方設(shè)有石英罩，所述石英罩的中心設(shè)有石英罩開孔，且所述石英罩開孔正對(duì)所述大孔遮熱板的中心開孔，其特征在于，其還包括有電極吹掃系統(tǒng)，所述電極吹掃系統(tǒng)包括兩根石英管和壓縮空氣供給控制系統(tǒng);每根所述石英管均設(shè)置于所述大孔遮熱板上方，所述石英管的進(jìn)氣口端穿過所述石英罩，并與所述壓縮空氣供給控制系統(tǒng)連接，所述石英管的出氣口端至電極的距離為坩禍半徑的0.5?0.8倍，每根所述石英管的軸線分別經(jīng)過三根所述電極中的兩根，且兩根所述石英管的軸線相交于一點(diǎn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可減少坩禍沉積物的石英坩禍熔制機(jī)，其特征在于，所述壓縮空氣供給控制系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)、過濾調(diào)壓器、流量計(jì)和電磁閥，所述空氣壓縮機(jī)的空氣出口與所述過濾調(diào)壓器的空氣進(jìn)口管路連接，所述過濾調(diào)壓器的空氣出口分別與兩根所述石英管的進(jìn)氣口管路連接，連接所述過濾調(diào)壓器的空氣出口與兩根所述石英管的進(jìn)氣口管路上分別設(shè)有所述流量計(jì)和所述電磁閥。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可減少坩禍沉積物的石英坩禍熔制機(jī)，其特征在于，每根所述石英管的管口截面積為20?200mm2，長(zhǎng)度為0.5?I米。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的一種可減少坩禍沉積物的石英坩禍熔制機(jī)，其特征在于，其還包括有排風(fēng)系統(tǒng)，所述排風(fēng)系統(tǒng)包括排風(fēng)管道和排風(fēng)機(jī)，所述排風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口與所述排風(fēng)管道的出風(fēng)口連接;所述石英罩側(cè)面開設(shè)有排風(fēng)口，所述排風(fēng)管道的進(jìn)風(fēng)口正對(duì)所述石英罩側(cè)面的排風(fēng)口。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種可減少坩禍沉積物的石英坩禍熔制機(jī)，其特征在于，所述石英罩側(cè)面的排風(fēng)口直徑為270—350_;所述排風(fēng)管道的進(jìn)風(fēng)口與所述石英罩側(cè)面的排風(fēng)口之間的距離為20cm-100cmo
【文檔編號(hào)】C03B20/00GK205528391SQ201620102813
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年2月1日
【發(fā)明人】韓東, 趙亮, 祝立君, 杜興林
【申請(qǐng)人】?jī)?nèi)蒙古歐晶科技股份有限公司