用于直拉硅单晶炉的热屏装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102352530A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102352530A(43)申请公布日2012.02.15(21)申请号201110351048.3(22)申请日2011.11.09(71)申请人内蒙古中环光伏材料有限公司地址010070内蒙古自治区呼和浩特市金桥开发区工业二区宝力尔街(72)发明人尚伟泽谷守伟梁山王军磊高润飞高树良沈浩平(74)专利代理机构天津中环专利商标代理有限公司12105代理人胡京生(51)Int.Cl.C30B15/00(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称用于直拉硅单晶炉的热屏装置(57)摘要本发明涉及一种用于直拉硅单晶炉的热屏装置，包括外筒、隔热层和内筒，还包括热反射层、隔热垫I、隔热垫II，热反射层置于外筒与隔热层之间；隔热层置于热反射层与内筒之间；隔热垫I设置在热屏装置上端的外筒和内筒之间，隔热垫I的一端与隔热层相接紧配合，隔热垫II设置在热屏装置底端的外筒和内筒之间，隔热垫II的一端与隔热层相接紧配合。本发明的特点是：有效防止钼片热反射层反射的热辐射对晶体的作用，更大程度加大了晶体的散热，提高了晶体生长速度。实现了对熔硅更强的保温，进一步降低了开炉功耗，节省了生产成本。成本低廉、容易实现。CN10235ACCNN110235253002352537A权利要求书1/1页1.一种用于直拉硅单晶炉的热屏装置，包括外筒（1）、隔热层（3）和内筒（6），其特征在于：还包括热反射层（2）、隔热垫I（4）、隔热垫II（5），所述热反射层（2）置于外筒（1）与隔热层（3）之间；所述隔热层（3）置于热反射层（2）与内筒（6）之间；所述隔热垫I（4）设置在热屏装置上端的外筒（1）和内筒（6）之间，隔热垫I（4）的一端与隔热层（3）相接紧配合，所述隔热垫II（5）设置在热屏装置底端的外筒（1）和内筒（6）之间，隔热垫II（5）的一端与隔热层（3）相接紧配合。2.根据权利要求1所述的用于直拉硅单晶炉的热屏装置，其特征在于：所述隔热垫I（4）、隔热垫II（5）形状相同，为中空的环状体。2CCNN110235253002352537A说明书1/4页用于直拉硅单晶炉的热屏装置技术领域[0001]本发明涉及一种直拉硅单晶炉的配套装置，特别涉及一种用于直拉硅单晶炉的热屏装置。背景技术[0002]目前，采用直拉法每生产一颗长度2米左右的8寸硅单晶等径用时35-40h，开炉时间长、功耗高，生产效率低。因此，要解决上述问题，主要是提高晶体生长速度，缩短拉晶时间；从根本上讲，就是要加大晶体与熔硅之间固液界面的温度梯度，加快结晶潜热的释放，即提高晶体的冷却速率。高温炉体以及熔硅的热辐射是阻碍晶体有效、快速冷却的主要原因。通常情况下，直拉硅单晶炉配有等静压高纯石墨制的热屏，其具有上下贯通的筒形结构，并且上口大于下口，下口略大于晶棒直径。拉晶过程中，热屏沿与坩埚同一轴线安置于坩埚上方，其下沿与熔硅液面保持一定距离，包围晶体靠近固液界面的一段。热屏的主要作用为：1.阻隔高温炉体以及熔硅对晶体的热辐射，起热屏蔽作用，利于晶体散热，形成晶体生长所需的温度梯度，以提高晶体生长速度；2.起导流作用，引导由单晶炉副室下吹的氩气较为集中地直接喷吹到固液界面附近，更加有利于晶体散热，加大晶体生长所需的温度梯度，提高晶体生长速度；3.对高温硅熔体起保温作用，节约开炉能耗。进一步提高晶体生长速度，要求晶体更加有效、快速地散热。更重要的是，随着硅单晶及其相关产业的日益发展，直拉硅单晶的直径要求不断增大。晶体直径越大，晶体生长时所需释放的结晶潜热越多；晶体散热越困难，越难提高晶体生长速度。传统的热屏装置已不能满足当前生产要求。研制开发结构更加科学、合理，原理更加先进，更合适于大直径直拉硅单晶生长的热屏装置成为亟待解决的问题。[0003]上海汉虹精密机械有限公司的名称为“单晶炉装置”的专利（专利号201010112330.1，2010年9月22日公开）中，公开了一种用于直拉硅单晶的单晶炉装置，其包括了一种热屏装置。该热屏装置由断热材、热屏罩、反射板组成。断热材下部直径小于上部直径，其内侧和外侧分别被内热屏罩和外热屏罩覆盖；内热屏罩内侧放置有反射板。拉晶时，热屏置于石英坩埚上方，其下底边与熔硅保持一定距离；反射板环绕晶体。断热材对熔硅起保温作用，降低了电力消耗；反射板将晶体表面的热辐射向上反射，达到提高晶体冷却的效果，提高了晶体生长速度。这种热屏装置虽然能够在一定程度上提高晶体生长速度、降低能耗，但是仍存在以下不足：首先，由反射板向上反射的热辐射仍有较大部分被晶体吸收，不能最大程度加大晶体散热。[0004]其次，外热屏罩和内热屏罩是一体连接的热屏