一种采用水环式真空泵的直拉单晶炉装置的制作方法

本实用新型涉晶体制造设备技术领域，具体涉及一种采用水环式真空泵的直拉单晶炉装置。

背景技术：

目前硅单晶的生产方法以直拉法为主，世界上硅单晶的产量中70%-80%是用直拉法生产的。常用的直拉法生产硅单晶工艺是采用即像真空工艺又像流动气氛工艺的减压拉晶工艺。减压拉晶工艺是在硅单晶拉制过程中，连续均匀地向单晶炉炉膛内通入惰性气体（一般采用高纯度的氩气），同时真空泵不断地从炉膛向外抽气，保持炉膛内真空度。这种工艺既有真空工艺的特点（炉膛内保持负压），又有流动气氛工艺的特点（不断充气，不断排气）。采用这种工艺可以在硅单晶生长过程中，使向炉膛内充入的高纯度氩气气流从上而下地贯穿整个硅单晶生长的区域，及时地带走由于高温而产生出来的硅氧化物和杂质挥发物，确保硅单晶的品质。

根据现在最常用的硅单晶直拉法减压拉晶工艺，真空系统一般都配备滑阀式真空泵。但随着大直径、重掺杂等特殊要求的硅单晶需求量的增加，对单晶炉设备的要求也越来越高，采用滑阀式真空泵的缺点也日益显现，滑阀泵是用油来保持密封的机械真空泵的，由于它的滑阀环与泵腔有一定间隙，两者不接触，可抽含有微小尘埃的气体。在单晶正常生长过程中，滑阀泵将会带走由于高温而产生出来的硅氧化物和杂质挥发物，这些杂质大部分会进入泵腔，与真空泵油混合在一起。由于硅单晶生长时间比较漫长，特别是大直径的硅单晶生长时间更长，随着时间的增加，真空泵油里的杂质也越积越多，从而使真空泵油的黏稠度也越来越大，导致真空泵负荷增大，抽速下降，严重的会造成真空泵不能正常工作。因此需要定期更换真空泵油，这样做还可延长真空泵寿命。但频繁的更换真空泵油，不但维护费用高而且在一个拉晶工艺过程中是无法实现的。在拉重掺砷等剧毒掺杂元素的硅单晶时，有一部分砷等剧毒元素融入真空泵油中，使得真空泵的维护更加困难，含有砷等剧毒掺杂元素的真空泵油处理是件很棘手的事。

技术实现要素：

本实用新型为克服现有技术的不足，而提供的一种采用水环式真空泵的直拉单晶炉装置。

为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案 ：

一种采用水环式真空泵的直拉单晶炉装置，包括直拉单晶炉装置，所述直拉单晶炉装置包括拉伸腔和炉膛，在所述拉伸腔和炉膛之间设有隔离阀，滑阀真空泵通过管路分别连接于所述拉伸腔和炉膛，在所述滑阀真空泵与所述拉伸腔之间的管路上设有第一真空球阀，在所述滑阀真空泵与所述炉膛之间的管路上设有第二真空球阀；水环式真空泵通过管路及第三真空球阀连接于所述炉膛；氩气瓶设在所述直拉单晶炉装置的一侧，所述氩气瓶通过管路分别连接于所述拉伸腔和炉膛，在所述氩气瓶与所述拉伸腔之间的管路上设有第一氩气阀门，在所述氩气瓶与所述炉膛之间的管路上设有质量流量控制器及第二氩气阀门。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型一种采用水环式真空泵的直拉单晶炉装置，当采用水环式真空泵作为主泵时，正常拉晶产生的硅氧化物和杂质挥发物都被抽到了水环泵里，溶于水环泵的水中，水环泵的水不断地循环更新，确保了水的清洁，使得水环泵能正常工作，不会因为拉晶时间太长，影响水环泵的工作性能，从而维持正常抽速，保证炉膛内的真空度稳定。排出的水经过处理还可以重复使用，这样不但维护方便而且费用低，特别是拉重掺砷等剧毒掺杂元素的硅单晶时，砷等剧毒掺杂元素融入水中后比较容易被分离收集，减少对环境影响。除以上外，本实用新型装置采用了两种真空泵，为晶体的生产提供了保障。

附图说明

图1为本实用新型主视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细的说明：参见图1，为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案 ：

一种采用水环式真空泵的直拉单晶炉装置，包括直拉单晶炉装置，所述直拉单晶炉装置包括拉伸腔1和炉膛2，在所述拉伸腔1和炉膛2之间设有隔离阀3，滑阀真空泵4通过管路分别连接于所述拉伸腔1和炉膛2，在所述滑阀真空泵4与所述拉伸腔1之间的管路上设有第一真空球阀5，在所述滑阀真空泵4与所述炉膛2之间的管路上设有第二真空球阀6；水环式真空泵7通过管路及第三真空球阀8连接于所述炉膛2；氩气瓶9设在所述直拉单晶炉装置的一侧，所述氩气瓶9通过管路分别连接于所述拉伸腔1和炉膛2，在所述氩气瓶9与所述拉伸腔1之间的管路上设有第一氩气阀门10，在所述氩气瓶9与所述炉膛2之间的管路上设有质量流量控制器11及第二氩气阀门12。

本实用新型一种采用水环式真空泵的直拉单晶炉装置，其工作原理如下：

开始工作时，拉伸腔1和炉膛2之间的隔离阀3是打开的，此时第一真空球阀5和第二真空球阀6也是打开的，滑阀真空泵4启动并将伸腔1和炉膛2内的气体抽出，待炉膛2内的真空度达到晶体制造工艺时，然后开启直拉单晶炉装置开始正常拉晶，此时打开氩气瓶9以及第一氩气阀门10和质量流量控制器11及第二氩气阀门12，一段时间后，关闭滑阀真空泵4及第一真空球阀5和第二真空球阀6，并打开水环式真空泵7，所述开水环式真空泵7会通过管路及第三真空球阀8维持炉膛2内真空度，并满足晶体拉晶工艺。

本实用新型当采用水环式真空泵7作为主泵时，正常拉晶产生的硅氧化物和杂质挥发物都被抽到了水环式真空泵7里，溶于水环式真空泵7的水中，水环式真空泵7的水不断地循环更新，确保了水的清洁，使得水环式真空泵7能正常工作，不会因为拉晶时间太长，影响水环式真空泵7的工作性能，从而维持正常抽速，保证炉膛2内的真空度稳定。排出的水经过处理还可以重复使用，这样不但维护方便而且费用低，特别是拉重掺砷等剧毒掺杂元素的硅单晶时，砷等剧毒掺杂元素融入水中后比较容易被分离收集，减少对环境影响。除以上外，本实用新型装置采用了两种真空泵，为晶体的生产提供了保障。

以上所述，仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是，凡是未脱离本实用新型方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型的保护范围。