直拉单晶炉加热器

(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CN112626612A(43)申请公布日2021.04.09(21)申请号202011494554.3(22)申请日2020.12.17(71)申请人晶澳太阳能有限公司地址055550河北省邢台市宁晋县晶龙大街(72)发明人刘彬国　黄旭光　王玉龙　(74)专利代理机构北京市万慧达律师事务所11111代理人张一帆(51)Int.Cl.C30B15/14(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书1页 说明书 房屋状态说明书下载罗氏说明书下载焊机说明书下载罗氏说明书下载GGD说明书下载 4页附图2页(54)发明名称直拉单晶炉加热器(57)摘要本发明涉及直拉单晶硅领域，提供了一种直拉单晶炉加热器，包括加热器主体、以及开设在加热器主体侧壁上的斜开槽，其中加热器主体呈筒状，斜开槽沿加热器主体的轴向开设，斜开槽的侧壁与加热器主体的圆弧法线呈夹角设置，该加热器结构简单，并可以有效解决发热不均的问题。CN112626612ACN112626612A权　利　要　求　书1/1页1.一种直拉单晶炉加热器，其特征在于，包括加热器主体，所述加热器主体的侧壁上开设有斜开槽；所述斜开槽的侧壁与所述加热器主体的圆弧法线呈夹角设置。2.根据权利要求1所述的直拉单晶炉加热器，其特征在于，所述斜开槽的长度方向沿所述加热器主体的轴向延伸。3.根据权利要求1所述的直拉单晶炉加热器，其特征在于，所述斜开槽的侧壁与所述加热器主体的圆弧法线之间的夹角为10～80°。4.根据权利要求1所述的直拉单晶炉加热器，其特征在于，所述斜开槽的槽宽不小于5mm。5.根据权利要求1所述的直拉单晶炉加热器，其特征在于，所述斜开槽设置有多个。6.根据权利要求5所述的直拉单晶炉加热器，其特征在于，各个所述斜开槽等间距地分布在所述加热器主体的侧壁上。7.根据权利要求5所述的直拉单晶炉加热器，其特征在于，相邻的所述斜开槽分别与所述加热器主体上不同的端部连通。8.根据权利要求5所述的直拉单晶炉加热器，其特征在于，多个所述斜开槽的侧壁与所述加热器主体的圆弧法线之间的夹角相同。9.根据权利要求5所述的直拉单晶炉加热器，其特征在于，相邻的所述斜开槽的侧壁之间相互平行。10.根据权利要求1所述的直拉单晶炉加热器，其特征在于，还包括与所述加热器主体连接的支撑架，所述支撑架对称地设置在所述加热器主体的周侧。2CN112626612A说　明　书1/4页直拉单晶炉加热器技术领域[0001]本发明涉及直拉单晶硅领域，尤其涉及一种直拉单晶炉加热器。背景技术[0002]硅晶体生长主要采用切克劳斯基(Czochralski)法制造，俗称直拉单晶法。直拉单晶法是把原料硅块放入坩埚中，在真空条件及惰性气体的保护下，加热器发热使硅块在单晶炉内受热熔化，再将晶种浸入溶液中，在合适的温度下，溶液中的硅原子会按照晶种的硅原子排列结构在固液界面形成结晶，成为单晶体，将晶种旋转提升，硅溶液周而复始形成结晶成为单晶硅棒。其中，加热器位于石英坩埚的外侧且呈环状 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ，并通过对加热器主体周侧均布开槽的方式调节电阻率，但开槽会使加热器主体的周侧均布缝隙，从而导致发热时加热器圆周方向上的温度呈现高低波动，并对石英坩埚受热造成波动，且逐渐缩短加热器的高度是当下该技术的发展趋势，而高度的缩短，意味着开槽宽度的增大，导致这种波动进一步扩大，使石英坩埚受热不均匀更明显，从而影响晶体成晶率。因此市面上急需一种新型加热器来解决上述问题。发明内容[0003]为克服相关技术中存在的问题，本申请提供了一种直拉单晶炉加热器，该加热器结构简单，并可以有效解决发热不均的问题。[0004]为了实现上述目的，本发明提供了如下技术 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ：[0005]本发明提供了一种直拉单晶炉加热器，包括加热器主体，所述加热器主体的侧壁上开设有斜开槽；[0006]所述斜开槽的侧壁与所述加热器主体的圆弧法线呈夹角设置。[0007]进一步地，所述斜开槽的长度方向沿所述加热器主体的轴向延伸。[0008]进一步地，各个所述斜开槽的侧壁与所述加热器主体的圆弧法线之间的夹角为10～80°。[0009]进一步地，各个所述斜开槽的槽宽不小于5mm。[0010]进一步地，所述斜开槽设置有多个。[0011]进一步地，所述加热器主体的侧壁上的开槽均为所述斜开槽。[0012]进一步地，各个所述斜开槽等间距地分布在所述加热器主体的侧壁上。[0013]进一步地，相邻的所述斜开槽分别与所述加热器主体上不同的端部连通。[0014]进一步地，多个所述斜开槽的侧壁与所述加热器主体的圆弧法线之间的夹角相同。[0015]进一步地，相邻的所述斜开槽的侧壁之间相互平行。[0016]进一步地，还包括与所述加热器主体连接的支撑架，所述支撑架对称地设置在所述加热器主体的周侧。[0017]进一步地，所述支撑架呈L型。3CN112626612A说　明　书2/4页[0018]进一步地，所述支撑架通过螺钉与所述加热器主体可拆卸连接。[0019]进一步地，所述加热器主体呈圆筒状。[0020]本申请的实施例提供的技术方案具备以下有益效果：[0021]与现有技术相比，由于本发明的加热器本体上斜开槽侧壁与加热器主体的圆弧法线呈夹角设置，使石英坩埚周侧与斜开槽对应的位置在其圆弧法线方向上总会被斜开槽的侧壁所覆盖，即不会因斜开槽的开设而产生正对圆弧法线方向的缝隙，使加热器本体对石英坩埚周侧的覆盖更加全面，以保证石英坩埚的受热均匀。同时，从加热器的发展趋势来看，本发明可以根据这一特点，进一步加宽斜开槽宽度，来弥补加热器变短时的电阻损失，以推进加热器小型化进程。附图说明[0022]此处的附图被并入说明书中并构成说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。[0023]图1是现有的一种直拉单晶炉加热器的俯视图；[0024]图2是本发明一个实施例提供的直拉单晶炉加热器的主视图；[0025]图3是本发明一个实施例提供的直拉单晶炉加热器的俯视图。[0026]1、加热器主体；2、斜开槽；3、支撑架；4、螺钉。具体实施方式[0027]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的方法和装置的例子。[0028]由于硅原子需要在合适的温度下进行结晶，其对加热器的电阻有一定要求，但加热器是根据石英坩埚的形状而打造的，以至于通过改变加热器的大小来调节其电阻的手段是很难行的通的。[0029]众所周知，影响电阻的因素除了物体的材质，还有导电路径的长度和导电路径的横截面积，其中，导电路径的越长电阻越大；导电路径的横截面积越小，电阻越大。图1所示的是一种现有的加热器，其通过在加热器本体1上开设开槽(在加热器主体的横截面上，开槽的中心线与经过该中心线和圆弧交点的圆弧法线重合)的方法，来延长电流在加热器上的导电路径，并减小其导电路径的横截面积，从而达到增大电阻，使加热器发热增加的目的。同时，还可以通过控制槽宽和槽的数量来调节加热器的电阻，使其达到目标温度。但这种方法有一个极大的弊端，就是加热器开槽的地方没有对石英坩埚产生覆盖包围，从而导致石英坩埚因受热不均而产生温度波动，影响硅原子的结晶。另外，就加热器的技术发展趋势来说，加热器的高度越做越短是未来技术的主流，而加热器的变短，会导致电阻降低，产生的热量无法满足硅原子结晶的需求，因此他们针对性的增加开槽宽度以进一步减小导电路径的横截面积，从而增大加热器电阻。但槽宽的增加，也进一步增大了温度的波动，阻碍减小加热器高度的发展趋势。为针对上述问题，本申请提供了下述实施案例。[0030]如图2、3所示，本发明实施例提供了一种直拉单晶炉加热器，包括加热器主体1，其4CN112626612A说　明　书3/4页中，加热器主体1的侧壁上还开设有斜开槽2，且斜开槽2的侧壁与加热器主体1的圆弧法线呈夹角设置。[0031]在一种可能的实现方式中，本发明实施例的加热器主体整体大致呈圆筒形，加热器主体的横截面大致呈圆环形。如图3所示，在加热器主体横截面方向上，斜开槽2贯通加热器主体的内壁和外壁，斜开槽2的两个侧壁基本平行，斜开槽2的中心线与经过该中心线和圆弧交点的圆弧法线之间有夹角。可以理解的是，斜开槽2在加热器主体1的横截面方向上的中心线与加热器主体1的圆弧会有交点，该中心线与经过该交点的圆弧法线(对于正圆形的加热器主体横截面来说也可以理解为是经过该交点的直径)之间具有夹角。[0032]与现有技术相比，由于本发明实施例的斜开槽2侧壁与加热器主体1的圆弧法线呈夹角设置，使石英坩埚周侧与斜开槽2对应的位置在其圆弧法线方向上总会被斜开槽2的侧壁所覆盖，即不会因斜开槽2的开设而产生正对圆弧法线方向的缝隙，使加热器本体1对石英坩埚周侧的覆盖更加全面，以保证石英坩埚的受热均匀。同时，从加热器的发展趋势来看，本发明可以根据这一特点，进一步加宽斜开槽2宽度，来弥补加热器变短时的电阻损失，以推进加热器小型化进程。[0033]进一步地，如图2所示，在本发明实施例一种可能的实现方式中，在沿着加热器主体1轴向方向上(即图2中的上下方向)，斜开槽2的长度方向沿加热器主体的轴向延伸。当然，斜开槽2的长度方向与加热器主体1的轴向之间也可以设置一定的夹角，例如5°、10°、15°等。[0034]另外实际使用时，可以根据所需求的结晶温度来调整斜开槽2的角度、槽宽或加热器主体1的厚度以改变加热器主体1的电阻值。其中，关于斜开槽2的侧壁与加热器主体1的圆弧法线之间的夹角，如果角度过小，可能会导致加热器主体1对石英坩埚的覆盖不全面；而角度过大对均匀加热又没有起到进一步的优化作用，还白白增加了加热器的制造难度，因此，本发明实施例各个斜开槽2的侧壁与加热器主体1的圆弧法线之间的夹角应在10～80°之间，例如10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°、55°、60°、65°、70°、75°、80°等。同时，结合覆盖面与制造难度的考虑，本发明实施例可以将该夹角优选为30～60°。不过，值得注意的是，虽然改变加热器主体1的厚度和斜开槽2的槽宽也可以改变加热器主体1的阻值，但加热器主体1厚度的变化不能影响加热器其他热场部件的安全距离，即不能过厚，再结合斜开槽2的侧壁与加热器主体1的圆弧法线之间的最大夹角为80°的这一限定，因此，其斜开槽2的槽宽不能小于5mm。[0035]在现有单晶炉加热器中，加热器主体上通常设置有多个开槽。对于本申请来说，可以将其中一个或者多个开槽设置为本发明实施例的斜开槽2。作为优选，加热器主体1上的开槽均设置为斜开槽2。[0036]进一步地，如图2、3所示，本发明实施例为了便于电阻值的估算，优选地将各个斜开槽2等间距地分布在加热器主体1的周侧，以保证加热器主体1上相应位置的导电横截面积相同，便于技术人员计算阻值。同时，如图2所示，还可以将相邻的斜开槽2分别与加热器主体1不同的端部连通，在可能的实现方式中，在加热器主体1的轴向方向上，相邻的斜开槽2中的一个斜开槽2自加热器主体1的顶端向下开设，另一个斜开槽2自加热器主体1的底端向上开设。这样的设计采用使电流可以在加热器主体1的两端之间呈蛇形折返流动，大大延长了电流的行程，进而大大增加了加热器的电阻值，因此使进一步缩短加热器主体1的高度5CN112626612A说　明　书4/4页成为可能。[0037]如图3所示，本发明实施例中，多个斜开槽2的侧壁与加热器主体1的圆弧法线之间的夹角可以相同，也可以不同，或者部分相同。[0038]本如图3所示，发明实施例中，相邻的斜开槽2的侧壁之间可以大致相互平行(也可以说是相邻的斜开槽2的中心线大致平行)，即相邻的斜开槽2的倾斜方向一致。相邻的斜开槽2的倾斜方向也可以不一致。[0039]如图2、3所示，为方便本发明实施例的安装，其还包括与加热器主体1连接的支撑架3，该支撑架3对称地设置在加热器主体1的周侧。同时为了方便固定，优选地将支撑架3设计成L型，并将其通过螺钉4与加热器主体1可拆卸连接。且为了使加热器主体1更好的加热石英坩埚，可以优选地将加热器主体1设计成圆筒状。[0040]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。[0041]尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。6CN112626612A说　明　书　附　图1/2页图1图27CN112626612A说　明　书　附　图2/2页图38