一種用于單晶硅生長(zhǎng)爐的氬氣分流裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及單晶爐氬氣系統(tǒng)，旨在提供一種用于單晶硅生長(zhǎng)爐的氬氣分流裝置。該種用于單晶硅生長(zhǎng)爐的氬氣分流裝置包括氬氣凈化圈和頂面法蘭，氬氣凈化圈之間用螺釘和圓柱銷依次連接，頂面法蘭安裝在單晶爐的腔體頂部，上端的氬氣凈化圈的一端與頂面法蘭連接；頂面法蘭的上端開有通氣孔，用于作為氬氣的進(jìn)入通道，每個(gè)氬氣凈化圈上都開有通氣槽和通氣孔，分別作為氬氣凈化圈上氬氣的進(jìn)口和出口。通過(guò)本發(fā)明的使用，能使進(jìn)入爐體的氬氣氣流更加穩(wěn)定均勻，保證爐體內(nèi)氣壓及溫度的穩(wěn)定性，從而提高硅單晶棒的成晶率和成晶品質(zhì)。
【專利說(shuō)明】-種用于單晶硅生長(zhǎng)爐的氬氣分流裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是關(guān)于單晶爐氬氣系統(tǒng)，特別涉及一種用于單晶硅生長(zhǎng)爐的氬氣分流裝 置。

【背景技術(shù)】
[0002] 單晶爐在拉晶過(guò)程中需要持續(xù)地向爐體內(nèi)通入氬氣等惰性氣體，保證單晶生長(zhǎng)的 惰性氣體環(huán)境及穩(wěn)定的壓力，同時(shí)氬氣氣流可以及時(shí)地帶走硅單晶拉制過(guò)程中產(chǎn)生的硅氧 化物和雜質(zhì)揮發(fā)物，保證硅單晶棒的成晶率和成晶品質(zhì)。如果爐體內(nèi)氬氣氣流不均勻、穩(wěn) 定，不僅影響硅氧化物和雜質(zhì)揮發(fā)物及時(shí)排出，也會(huì)影響單晶爐上軸系統(tǒng)的穩(wěn)定性，直接影 響硅單晶棒的成晶率和成晶品質(zhì)。為解決這方面的問(wèn)題，有必要提供一種氬氣分流裝置，使 進(jìn)入爐體的氬氣氣流穩(wěn)定均勻，有利于硅氧化物和雜質(zhì)揮發(fā)物及時(shí)排出，保證單晶爐上軸 系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而提1?娃單晶棒的成晶率和成晶品質(zhì)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種能使進(jìn)入爐體內(nèi)的氬氣 氣流穩(wěn)定均勻、提高硅單晶棒的成晶率和成晶品質(zhì)的氬氣分流裝置。為解決上述技術(shù)問(wèn)題， 本發(fā)明的解決方案是：
[0004] 提供一種用于單晶硅生長(zhǎng)爐的氬氣分流裝置，包括氬氣凈化圈和頂面法蘭，氬氣 凈化圈至少設(shè)有兩個(gè)，且氬氣凈化圈之間用螺釘和圓柱銷依次連接；頂面法蘭安裝在單晶 爐的腔體頂部，上端的氬氣凈化圈的一端與頂面法蘭連接；
[0005] 頂面法蘭和氬氣凈化圈的中心都設(shè)有一個(gè)通孔，用于作為單晶爐上軸系統(tǒng)的升降 及旋轉(zhuǎn)通道；頂面法蘭的上端開有通氣孔，用于作為氬氣的進(jìn)入通道；每個(gè)氬氣凈化圈上 都開有通氣槽和通氣孔，通氣孔均布在通氣槽上，通氣槽和通氣孔分別作為氬氣凈化圈上 氬氣的進(jìn)口和出口。
[0006] 作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述通氣槽為圓環(huán)狀凹槽，通氣孔均勻均分布在通氣槽上，且 相鄰氬氣凈化圈的通氣孔交錯(cuò)分布。
[0007] 作為進(jìn)一步的改進(jìn)，氬氣凈化圈設(shè)有四個(gè)，從上至下依次分別為氬氣凈化圈A、氬 氣凈化圈B、氬氣凈化圈C、氬氣凈化圈D，且頂面法蘭、氬氣凈化圈A、氬氣凈化圈B、氬氣凈 化圈C、氬氣凈化圈D上的通流面積（每一個(gè)氬氣凈化圈上通氣孔的總面積）依次變大。
[0008] 作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述氬氣凈化圈D的下端為錐狀結(jié)構(gòu)，錐面上開有通氣孔。
[0009] 作為進(jìn)一步的改進(jìn)，設(shè)定頂面法蘭的通氣孔、氬氣凈化圈A的通氣孔直徑、氬氣凈 化圈B的通氣孔直徑、氬氣凈化圈C的通氣孔直徑、氬氣凈化圈D的通氣孔直徑分別為％、 01、02、03、04，滿足4^〇11+1大于〇 11，其中11是0、1、2、3、4。
[0010] 作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述氬氣凈化圈A、氬氣凈化圈B、氬氣凈化圈C、氬氣凈化圈D 上的通氣孔數(shù)量分別為2個(gè)、4個(gè)、8個(gè)、16個(gè)。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0012] 通過(guò)本發(fā)明的使用，能使進(jìn)入爐體的氬氣氣流更加穩(wěn)定均勻，保證爐體內(nèi)氣壓及 溫度的穩(wěn)定性，從而提商娃單晶棒的成晶率和成晶品質(zhì)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 圖2為本發(fā)明中氬氣凈化圈A的通氣孔分布示意圖。
[0015] 圖3為本發(fā)明中氬氣凈化圈B的通氣孔分布示意圖。
[0016] 圖4為本發(fā)明中氦氣凈化圈C的通氣孔分布不意圖。
[0017] 圖5為本發(fā)明中氦氣凈化圈D的通氣孔分布不意圖。
[0018] 圖中的附圖標(biāo)記為：1頂面法蘭；2氬氣凈化圈A ;3氬氣凈化圈B ;4氬氣凈化圈C ; 5氬氣凈化圈D ;6爐體。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：
[0020] 如圖1所示，一種用于單晶硅生長(zhǎng)爐的氬氣分流裝置包括氬氣凈化圈和頂面法蘭 1。氬氣凈化圈設(shè)有四個(gè)，分別為結(jié)構(gòu)類似的氬氣凈化圈A2、氬氣凈化圈B3、氬氣凈化圈C4、 氬氣凈化圈D5,四個(gè)氬氣凈化圈之間用螺釘和圓柱銷依次連接，且從上至下依次為氬氣凈 化圈A2、氬氣凈化圈B3、氬氣凈化圈C4、氬氣凈化圈D5。頂面法蘭1安裝在單晶爐的腔體 頂部，氬氣凈化圈A2的另一端與頂面法蘭1連接。
[0021] 頂面法蘭1和四個(gè)氬氣凈化圈中心都設(shè)有一個(gè)通孔，用于作為單晶爐上軸系統(tǒng)的 升降及旋轉(zhuǎn)通道。頂面法蘭1的上端開有通氣孔，用于作為氬氣的進(jìn)入通道。如圖2、圖3、 圖4、圖5所示，四個(gè)氬氣凈化圈上都開有通氣槽和通氣孔，通氣槽和通氣孔分別作為氬氣 凈化圈上氬氣的進(jìn)口和出口，且氬氣凈化圈A2、氬氣凈化圈B3、氬氣凈化圈C4、氬氣凈化圈 D5上的通氣孔數(shù)量分別為2個(gè)、4個(gè)、8個(gè)、16個(gè)，相鄰氬氣凈化圈的通氣孔交錯(cuò)分布。氬氣 凈化圈D5的下端為錐狀結(jié)構(gòu)，通氣孔開在錐面上，有利于氬氣均勻向四周擴(kuò)散。
[0022] 根據(jù)設(shè)計(jì)需要，要求頂面法蘭1、氬氣凈化圈A2、氬氣凈化圈B3、氬氣凈化圈C4、氬 氣凈化圈D5上的通流面積依次變大。設(shè)頂面法蘭1通流面積為S tl，氬氣凈化圈A2的通流 面積為S1，則S1大于Stl。設(shè)定頂面法蘭1的通氣孔、氬氣凈化圈A2的通氣孔直徑、氬氣凈化 圈B3的通氣孔直徑、氬氣凈化圈C4的通氣孔直徑、氬氣凈化圈D5的通氣孔直徑分別為D。、 01、02為、04，由面積公式3=311?2，可知5。=31(0。/2) 2,51 = 2 31(01/2)2，則滿足、/^1)1>;〇(), 同理可得、/^DfD1,即滿足、/^Dn+1大于Dn，其中η是0、1、2、3、4。
[0023] 當(dāng)氬氣從外部進(jìn)入時(shí)，先由頂面法蘭1的通氣孔進(jìn)入，然后通過(guò)氬氣凈化圈Α2的 通氣槽和通氣孔，依次類推，按先后順序經(jīng)過(guò)氬氣凈化圈Β3、氬氣凈化圈C4,最后從氬氣凈 化圈D5錐面的16個(gè)小孔處均勻穩(wěn)定地進(jìn)入爐體6內(nèi)。
[0024] 最后，需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實(shí)施例。顯然，本發(fā)明不限于 以上實(shí)施例，還可以有很多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容中直接導(dǎo) 出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于單晶硅生長(zhǎng)爐的氬氣分流裝置，其特征在于，包括氬氣凈化圈和頂面法蘭， 氬氣凈化圈至少設(shè)有兩個(gè)，且氬氣凈化圈之間用螺釘和圓柱銷依次連接；頂面法蘭安裝在 單晶爐的腔體頂部，上端的氬氣凈化圈的一端與頂面法蘭連接； 頂面法蘭和氬氣凈化圈的中心都設(shè)有一個(gè)通孔，用于作為單晶爐上軸系統(tǒng)的升降及旋 轉(zhuǎn)通道；頂面法蘭的上端開有通氣孔，用于作為氬氣的進(jìn)入通道；每個(gè)氬氣凈化圈上都開 有通氣槽和通氣孔，通氣孔均布在通氣槽上，通氣槽和通氣孔分別作為氬氣凈化圈上氬氣 的進(jìn)口和出口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于單晶硅生長(zhǎng)爐的氬氣分流裝置，其特征在于，所述 通氣槽為圓環(huán)狀凹槽，通氣孔均勻均分布在通氣槽上，且相鄰氬氣凈化圈的通氣孔交錯(cuò)分 布。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于單晶硅生長(zhǎng)爐的氬氣分流裝置，其特征在于，氬氣 凈化圈設(shè)有四個(gè)，從上至下依次分別為氬氣凈化圈A、氬氣凈化圈B、氬氣凈化圈C、氬氣凈 化圈D，且頂面法蘭、氬氣凈化圈A、氬氣凈化圈B、氬氣凈化圈C、氬氣凈化圈D上的通流面 積依次變大。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于單晶硅生長(zhǎng)爐的氬氣分流裝置，其特征在于，所述 氬氣凈化圈D的下端為錐狀結(jié)構(gòu)，錐面上開有通氣孔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于單晶硅生長(zhǎng)爐的氬氣分流裝置，其特征在于，設(shè)定 頂面法蘭的通氣孔、氬氣凈化圈A的通氣孔直徑、氬氣凈化圈B的通氣孔直徑、氬氣凈化圈 C的通氣孔直徑、氬氣凈化圈D的通氣孔直徑分別為％、D2、D3、D4，滿足萬(wàn) Dn+1大于Dn, 其中 η 是 0、1、2、3、4。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于單晶硅生長(zhǎng)爐的氬氣分流裝置，其特征在于，所述 氬氣凈化圈Α、氬氣凈化圈Β、氬氣凈化圈C、氬氣凈化圈D上的通氣孔數(shù)量分別為2個(gè)、4個(gè)、 8個(gè)、16個(gè)。
【文檔編號(hào)】C30B15/00GK104213185SQ201410412556
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】曹建偉, 朱亮, 王巍, 俞安州, 孫明 申請(qǐng)人:浙江晶盛機(jī)電股份有限公司