一种单晶炉用炉底加热器
技术领域
本发明属于单晶硅制备领域，具体涉及一种单晶炉用炉底加热器。
背景技术
双加热器拉晶工艺在单晶行业内已推广，主加热器配合底加热器化料可有效缩短化料时间，压缩化料时间在整炉运行工时中的占比提高单小时产出。现有底加热器为筒状结构，化料时间长，线性尺寸大采购成本较高，由于结构较为复杂使用时易损坏，单炉石墨件使用成本较高。现有的平板式加热器化料速度慢，需长时间高功率进行化料，增加了电耗；桶式加热器线性尺寸较大，采购成本较高，且不同尺寸热场需单独购买，不具有通用性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种可均匀高效加热的加热器，以缩短化料时间，降低电耗，同时降低单炉底加热器石墨件成本。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种单晶炉用炉底加热器，包括发热体和加热器脚板；所述发热体包括若干条状的发热部，所述发热部以同一圆心呈发射状分布，每个发热部的端部彼此连接，从而形成一环形的回路，且发热体的中心留空；每个发热部的内侧一端水平，从而构成一圆形的支撑面，中部向外侧的部分逐渐向上倾斜，外侧的端部设有一垂直向下的支撑面；
所述加热器脚板设置于发热体相对的两侧，其为水平的板面，与对应的发热部外端支撑面相连接，且位于支撑面的底部，与其他发热部外端支撑面底部持平；
所述加热器脚板上设有用于连接电极的石墨螺栓孔。
进一步地，所述发热部包括第一发热部和第二发热部；所述第一发热部设置于发热体相对的两侧，其外端支撑面与加热器脚板连接，内侧一端与第二发热部连接；所述第二发热部的中部自内侧端向外侧端开有一隔离槽，从而将第二发热部一分为二，该隔离槽开至支撑面的中部，从而通过支撑面将隔离槽两侧一分为二的发热部串联起来，从而增加发热体回路的总长度以及缩小截面积最终实现该加热器的总电阻满足使用需求。加热器的总电阻由硬件设备的基础参数所决定。
优选地，所述第一发热部共四个，两两设置于发热体相对的两侧；每侧的两个第一发热部的外端之间，连接加热器脚板，以增强发热体整体的支撑强度；同时，该加热器整体形成并联电路结构，单侧形成回路不能断开，单侧的各发热部分为串联结构。
优选地，所述第一发热部和第二发热部的宽度相同，有利于单晶炉的受热均匀。
优选地，相邻的两个第一发热部之间的间隔角度为10～15°；相邻的两个第二发热部之间的间隔角度为20～30°；第一发热部与第二发热部之间的间隔角度为8～15°。
优选地，所述发热部的外侧部分倾斜角度与市场上常见的石墨埚底相吻合，倾斜角度控制在15～45°之间。
有益效果：
本发明单晶炉用炉底加热器采用均布式发热体布局，实现加热器各部分均匀发热，从而延长使用寿命。整个加热器外径小于埚底外径，完全被石墨埚底罩住，拉晶时不受氩气吹拂造成自身温度的降低，同时采用碗型结构完全贴合石墨埚底，可近距离对埚底进行充分加热，加快化料速度，缩短化料时间，节省电耗，各发热部开瓣360度均布可实现加热均衡，以及加热器脚板的配合安装需求。该加热器适用于不同热场尺寸的石墨坩埚和石英坩埚，减少热场采购及后期管理成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1为该单晶炉用炉底加热器的立体结构示意图。
图2为该单晶炉用炉底加热器的使用状态图。
其中，各附图标记分别代表：1发热体；11发热部；111第一发热部；112第二发热部；113隔离槽；12支撑面；2加热器脚板；21石墨螺栓孔；3石墨埚底；4石英坩埚；5多晶硅料。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。
说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1所示，该单晶炉用炉底加热器包括发热体1和加热器脚板2；所述发热体1包括若干条状的发热部11，所述发热部11以同一圆心呈发射状分布，每个发热部11的端部彼此连接，从而形成一环形的回路，且发热体1的中心留空；每个发热部11的内侧一端水平，从而构成一圆形的支撑面，中部向外侧的部分逐渐向上倾斜，外侧的端部设有一垂直向下的支撑面12。加热器脚板2设置于发热体1相对的两侧，其为水平的板面，与对应的发热部11外端支撑面12相连接，且位于支撑面12的底部，与其他发热部11外端支撑面底部持平。
发热部11包括第一发热部111和第二发热部112；所述第一发热部111设置于发热体1相对的两侧，其外端支撑面12与加热器脚板2连接，内侧一端与第二发热部112连接；所述第二发热部112的中部自内侧端向外侧端开有一隔离槽113，从而将第二发热部112一分为二，该隔离槽113开至支撑面12的中部，从而通过支撑面将隔离槽两侧一分为二的发热部串联起来，从而增加发热体回路的总长度以及缩小截面积最终实现该加热器的总电阻满足使用需求。第一发热部111共四个，两两设置于发热体1相对的两侧；每侧的两个第一发热部111的外端之间，连接加热器脚板2，以增强发热体1整体的支撑强度，同时将该加热器整体形成并联电路结构。
第一发热部111和第二发热部112的宽度相同，有利于单晶炉的受热均匀。相邻的两个第一发热部111之间的间隔角度为10～15°；相邻的两个第二发热部112之间的间隔角度为20～30°；第一发热部111与第二发热部112之间的间隔角度为8～15°。发热部11的外侧部分倾斜角度与市场上常见的石墨埚底相吻合，倾斜角度控制在15～45°之间。
加热器脚板2上设有用于连接电极的石墨螺栓孔21。
如图2所示，该单晶炉用炉底加热器工作原理为：通过石墨螺栓孔21固定加热电极，通电后发热体1开始发热，对上部石墨埚底3进行加热，石墨埚的内部放置有石英坩埚4，石英坩埚4内装有多晶硅料5，通过石墨埚底3的热传导，实现对石英坩埚4内的多晶硅料5进行加热。
本发明提供了一种单晶炉用炉底加热器的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
