一种单晶硅生长炉用支撑电极.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN104278319104278319A(43)申请公布日2015.01.14(21)申请号201310297852.7(22)申请日2013.07.11(71)申请人侯小伟地址317004浙江省临海市大田镇双山村上西山3-11(72)发明人不公告发明人(51)Int.Cl.C30B15/18(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书2页说明书2页附图1页附图1页(54)发明名称一种单晶硅生长炉用支撑电极(57)摘要本发明涉及一种单晶硅生长炉刚支撑电极，所述支撑电极从上至下依次包括加热器1、电绝缘段2、热绝缘段3，所述热绝缘段3的下部开设金属电极孔，且外部增设了保温层4。所述电绝缘段2采用耐高温电绝缘材料氮化硼、石英，所述热绝缘段3采用耐高温且热导率较低的氧化铝、氧化锆，所述保温层4采用碳毡。本发明设计巧妙独特，结构稳定，便于安装，通过增加加热器和单晶炉之间的热阻，解决了单晶炉中加热器支撑电极热量损耗较大的问题，有效地降低了拉晶功率，能够减少设备耗电量10％以上。CN104278319ACN10427839ACN104278319A权利要求书1/1页1.一种单晶硅生长炉用支撑电极，其特征在于，所述支撑电极从上至下依次包括加热器1、电绝缘段2、热绝缘段3，所述热绝缘段3的下部开设金属电极孔，且外部增设了保温层4。2.根据权利要求1所述一种单晶硅生长炉用支撑电极，其特征在于所述电绝缘段2通过台阶结构与加热器1相连。3.根据权利要求1所述一种单晶硅生长炉用支撑电极，其特征在于所述电绝缘段2通过台阶结构与热绝缘段3相连。4.根据权利要求1所述一种单晶硅生长炉刚支撑电极，其特征在于所述电绝缘段2采用氮化硼、石英。5.根据权利要求1所述一种单晶硅生长炉用支撑电极，其特征在于所述热绝缘段3采用氧化铝、氧化锆。6.根据权利要求1所述一种单晶硅生长炉用支撑电极，其特征在于所述保温层4采用碳毡。2CN104278319A说明书1/2页一种单晶硅生长炉用支撑电极技术领域[0001]本发明涉及晶体生长技术的领域，具体地说是属于单晶硅生长炉内加热器的改良支撑电极。背景技术[0002]半导体单晶硅和太阳能单晶硅一般采用切克劳斯基(CZ)法制造。其方法是将多晶硅放入单晶炉内由石墨坩埚支撑的石英坩埚中，在真空中被设在石英坩埚周围的加热器加热融化，然后降温给予一定的过冷度，再把一支特定晶向的单晶硅放入熔体中，向上提拉，使熔体形成单晶硅。[0003]为了降低生产成本及生长大尺寸的单晶硅，石英坩埚的尺寸逐渐加大。目前国内的石英坩埚以22英寸为主，用22英寸坩埚生长一根120Kg的8英寸单晶硅需消耗电能3000KW左右。相应22英寸坩埚热系统的加热器尺寸也较大，其重量达50Kg左右。为了保证加热器的长时间使用而不变形，除了两个导电电极外，另外还设计有两个支撑电极。现有技术的支撑电极一般采用与导电电极同样的石墨材质，由于石墨的导热性能好，支撑电极的温度与加热器的温度接近。由于与支撑电极连接的金属电极内通有冷却水，因此加热器产生热量一部分被冷却水直接带走，造成无谓的热量损失，提高了晶体炉的电耗。发明内容[0004]本发明要解决的技术问题是，提供一种新型的单品硅生长炉用支撑电极，在达到支撑作用的同时，减少支撑电极无谓的热量损失，降低单晶炉的电量消耗。[0005]本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种单晶硅生长炉用支撑电极，其特征在于，所述支撑电极从上至下依次包括加热器、电绝缘段、热绝缘段，所述热绝缘段的下部开设金属电极孔，且外部增设了保温层。[0006]进一步，所述电绝缘段通过台阶结构与加热器相连，且电绝缘段通过台阶结构与热绝缘段相连。[0007]进一步，所述电绝缘段采用氮化硼、石英，所述热绝缘段采用氧化铝、氧化锆，所述保温层采用碳毡。[0008]进一步，所述电绝缘段与热绝缘段的长度比为0.1-0.5之间，所述保温层的厚度为5-20mm。[0009]本发明的有益效果是：1.本发明在加热器和金属电极间增设了电绝缘段和热绝缘段，隔绝了加热器通过支撑电极和金属电极向冷却水传递的热量，节约了单晶炉的电耗。经测试，采用本发明的支撑电极，其电耗比采用现有技术的支撑电极节约10％以上。2.在加热器和热绝缘段之间增加电绝缘段，既起到电绝缘效果，又可防止某些热绝缘段材料在高温下与加热器反应，造成损失，且电绝缘段通过台阶结构与加热器连接，结构简单稳定，且能起到支撑与定位的作用。3.热绝缘段的外部增设了保温层，进一步减少了支撑电极向单晶炉传递的热量，减少热量损失。4.本发明结构稳定简单，不影响在原先位置的安装，可3CN104278319A说明书2/2页以说是付山较小的成本便取得巨大的