重掺锑单晶高氧含量高寿命热场部件
技术领域
本实用新型涉及直拉法生产单晶硅设备技术领域，特别涉及一种重掺锑单晶高氧含量高寿命热场部件。
背景技术
重掺锑单晶会随着锑浓度的增加，硅的熔点下降，温度下降，从而溶解氧的速率下降。参见图1，拉晶时，现有的单晶炉热场结构，导流筒下沿伸入化料坩埚，从而使得化料坩埚内溶汤液面不能高于A位置，这样，溶汤液面距离加热器上端高温区的距离较远，溶汤所处的位置温度较低，化料坩埚内的氧不能完全释放，从而进入单晶的氧降低。此外，现有的单晶炉热场结构，主保温桶下端与底保温毡不接触，主保温毡下端裸露，容易腐蚀，保温效果减弱，不利于长晶，降低了热场部件的使用寿命，而主保温毡整体更换成本高。
发明内容
有鉴于此，针对上述不足，有必要提出一种能提高单晶氧含量寿命高的重掺锑单晶高氧含量高寿命热场部件。
一种重掺锑单晶高氧含量高寿命热场部件，包括设有上端开口的炉体，盖接在所述炉体的上端口位置的炉盖，所述炉体侧壁具有夹层，夹层内流通有冷却介质，在炉体内安装有主保温毡，主保温毡为中空筒体，主保温毡两端开口，所述主保温毡外壁紧贴炉体内侧壁，在炉体内侧底部安装有底保温毡，主保温毡的下端面紧贴底保温毡上端面，在主保温毡内安装有主保温筒，主保温筒为中空筒体，主保温筒两端开口，主保温筒的外壁紧贴保温毡内壁，主保温筒的下端面与底保温毡不接触，主保温筒的上端面与主保温毡的上端面平齐，在主保温毡和主保温筒的上端面上可拆卸的安装有保温环，保温环为环形体，保温环的下端面紧贴主保温毡和主保温筒的上端面，保温环的外壁紧贴炉体内侧壁，所述保温环顶端端面设有盖板，所述盖板上设有导流筒，导流筒成倒立圆台状，导流筒内腔从上而下逐渐径缩，主保温筒内腔与炉盖内腔通过导流筒内腔连通，在主保温毡内还可拆卸的安装有底保温筒，底保温筒为环形体，底保温筒的下端面与底保温毡接触，底保温筒的上端面与主保温筒的下端面接触，底保温筒的外壁紧贴主保温毡内壁，底保温毡底部中心贯穿有支撑轴，支撑轴上托举有坩埚托盘，所述支撑轴能够带动坩埚托盘在竖直方向上移动，坩埚托盘上安装有化料坩埚，化料坩埚位于导流筒的正下方，化料坩埚的上端面直径大于导流筒的直径，主保温筒与化料坩埚之间安装有侧加热器。
优选的，所述保温环的高度为60mm。
优选的，在所述导流筒内侧底端盖合有保温盖，所述保温盖包括吊杆、盖体，所述吊杆、盖体均采用高纯石墨制成，吊杆的上端通过钨制籽晶绳与籽晶夹头固定连接，吊杆的上端与盖体中心可拆卸连接，盖体水平盖合在导流筒内侧底端，盖体的外径小于导流筒下端内壁的直径。
优选的，所述盖体包括顶盖、上盖、下盖，下盖为圆形板，上盖、顶盖均为圆台状，下盖的上端面与上盖的下端面直径相等，上盖的上端面的直径大于顶盖的下端面的直径，吊杆为柱状，顶盖、上盖、下盖的中心位置分别设置有第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔，第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔分别贯通下盖、上盖、顶盖的上端面和下端面，第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔的内径均等于吊杆的外径，顶盖的上端面直径等于第三安装孔的内径，吊杆的下端依次穿过第三安装孔、第二安装孔、第一安装孔，以将顶盖、上盖、下盖固定套装于吊杆上，第三安装孔、第二安装孔、第一安装孔的内环壁均与吊杆的外环壁密封连接。
优选的，所述下盖的上端面与上盖的下端面不接触，以在下盖和上盖之间形成环形空隙。
本实用新型的有益效果在于，通过增加保温环，溶汤液面所处的位置温度提高了，有利于化料坩埚内的氧完全释放，从而进入单晶的氧提高了，通过增加底保温筒，主保温毡下端由于底保温筒的保护，不再裸露，解决了腐蚀问题，提高了热场部件的使用寿命。
附图说明
图1为显示所述重掺锑单晶高氧含量高寿命热场部件内部结构的示意图。
图2为所述保温盖的主视图。
图中：炉体10、炉盖20、主保温毡30、底保温毡40、主保温筒50、保温环60、盖板70、导流筒80、底保温筒90、支撑轴100、坩埚托盘110、化料坩埚120、侧加热器140、保温盖150、吊杆1501、盖体1502、顶盖15021、上盖15022、下盖15023。
具体实施方式
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
参见图1，本实用新型实施例提供了一种重掺锑单晶高氧含量高寿命热场部件，包括设有上端开口的炉体10，盖接在炉体10的上端口位置的炉盖20，炉体10侧壁具有夹层，夹层内流通有冷却介质，在炉体10内安装有主保温毡30，主保温毡30为中空筒体，主保温毡30两端开口，主保温毡30外壁紧贴炉体10内侧壁，在炉体10内侧底部安装有底保温毡40，主保温毡30的下端面紧贴底保温毡40上端面，在主保温毡30内安装有主保温筒50，主保温筒50为中空筒体，主保温筒50两端开口，主保温筒50的外壁紧贴保温毡内壁，主保温筒50的下端面与底保温毡40不接触，主保温筒50的上端面与主保温毡30的上端面平齐，在主保温毡30和主保温筒50的上端面上可拆卸的安装有保温环60，保温环60为环形体，保温环60的下端面紧贴主保温毡30和主保温筒50的上端面，保温环60的外壁紧贴炉体10内侧壁，保温环60顶端端面设有盖板70，盖板70上设有导流筒80，导流筒80成倒立圆台状，导流筒80内腔从上而下逐渐径缩，主保温筒50内腔与炉盖20内腔通过导流筒80内腔连通，在主保温毡30内还可拆卸的安装有底保温筒90，底保温筒90为环形体，底保温筒90的下端面与底保温毡40接触，底保温筒90的上端面与主保温筒50的下端面接触，底保温筒90的外壁紧贴主保温毡30内壁，底保温毡40底部中心贯穿有支撑轴100，支撑轴100上托举有坩埚托盘110，支撑轴100能够带动坩埚托盘110在竖直方向上移动，坩埚托盘110上安装有化料坩埚120，化料坩埚120位于导流筒80的正下方，化料坩埚120的上端面直径大于导流筒80的直径，主保温筒50与化料坩埚120之间安装有侧加热器140。
对于主保温毡30下端裸露部分，如采用沿长主保温筒50下沿的方式，会存在主保温筒50下沿损坏后，需要整体更换主保温筒50，更换成本也较高。
本实用新型中，通过增加保温环60，导流筒80的下沿高度提高了，且提高的高度等于保温环60的高度，这样，化料坩埚120内溶汤液面能提高至B位置，溶汤液面距离加热器上端高温区的距离缩短了，溶汤液面所处的位置温度提高了，有利于化料坩埚120内的氧完全释放，从而进入单晶的氧提高了。
本实用新型中，通过增加底保温筒90，主保温毡30下端由于底保温筒90的保护，不再裸露，解决了腐蚀问题，也解决了保温效果降低后不利于长晶的问题，提高了热场部件的使用寿命，而且，底保温筒90腐蚀后，可拆卸更换，而更换底保温筒90相比整体更换主保温毡30的成本大大降低。
底保温筒的外径Φ618mm，底保温筒的内径Φ605mm，底保温筒高度78mm。
本实用新型的有益效果在于，通过增加保温环60，溶汤液面所处的位置温度提高了，有利于化料坩埚120内的氧完全释放，从而进入单晶的氧提高了，通过增加底保温筒90，主保温毡30下端由于底保温筒90的保护，不再裸露，解决了腐蚀问题，提高了热场部件的使用寿命。
进一步，保温环60的高度为60mm。
参见图1和图2，进一步，在导流筒80内侧底端盖合有保温盖150，保温盖150包括吊杆1501、盖体1502，吊杆1501、盖体1502均采用高纯石墨制成，吊杆1501的上端通过钨制籽晶绳与籽晶夹头固定连接，吊杆1501的上端与盖体1502中心可拆卸连接，盖体1502水平盖合在导流筒80内侧底端，盖体1502的外径小于导流筒80下端内壁的直径。
硅料在化料期间硅原料需要从固态变化成液态，此过程需要恒定吸收大量的热量，此部分热量源于侧加热器140，热场部件中部及下部有大量保温毡，此部分可以保证热场中温度，所以热场中炉盖20上部温度散失较大，故侧部加热器需提供更高的功率以维持化料。
在化料期间，保温盖150通过籽晶夹头悬吊在导流筒80内，盖体1502盖合在导流筒80内侧底端，在拉晶期间，保温盖150通过籽晶夹头被吊出，然后进行拉晶步骤。
本实施方式中，通过增加保温盖150，可以减少炉体10内热量向上部散失，使炉体10内温度恒定，从而达到降低加热器功率及缩短化料时间，盖体1502外侧壁与导流筒80内侧壁不接触，这样，氩气可通过导流筒80与盖体1502之间的间隙进入炉体10。
参见图2，进一步，盖体1502包括顶盖15021、上盖15022、下盖15023，下盖15023为圆形板，上盖15022、顶盖15021均为圆台状，下盖15023的上端面与上盖15022的下端面直径相等，上盖15022的上端面的直径大于顶盖15021的下端面的直径，吊杆1501为柱状，顶盖15021、上盖15022、下盖15023的中心位置分别设置有第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔，第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔分别贯通下盖15023、上盖15022、顶盖15021的上端面和下端面，第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔的内径均等于吊杆1501的外径，顶盖15021的上端面直径等于第三安装孔的内径，吊杆1501的下端依次穿过第三安装孔、第二安装孔、第一安装孔，以将顶盖15021、上盖15022、下盖15023固定套装于吊杆1501上，第三安装孔、第二安装孔、第一安装孔的内环壁均与吊杆1501的外环壁密封连接。
圆形板设计的下盖15023可防止化料时硅料中热量散失在炉盖20上部，由于化料期间炉盖20上部有氩气吹入炉体10内部，上盖15022、顶盖15021圆台状设计具有导流作用，可以防止氩气吹动保温盖150在炉体10内晃动，上盖15022、顶盖15021的设置增加了保温盖150整体重量，有利于保证保温盖150的稳定，顶盖15021、上盖15022、下盖15023三层设计保温效果更好，顶盖15021、上盖15022、下盖15023均采用高纯石墨制成，成本高，下盖15023更容易烧损，顶盖15021、上盖15022、下盖15023分体设计还能避免下盖15023烧损后需要整体更换，而增加成本。
参见图2，进一步，下盖15023的上端面与上盖15022的下端面不接触，以在下盖15023和上盖15022之间形成环形空隙。
本实施方式中，下盖15023与上盖15022之间设计成中空结构，相当于在下盖15023与上盖15022之间形成一个氩气保温层，进一步提高保温效果。
下表为以汉虹120炉为例来说明使用保温盖150和未使用保温盖150的能耗对比。
可见，在增加保温盖150后，化料功率整体下降了4.7KW，化料时间由原来20h缩短至13.9h。
本实用新型实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。
