晶体生长炉气氛循环过滤系统的制作方法

本实用新型涉及晶体生长设备技术领域，特别是涉及一种晶体生长炉气氛循环过滤系统。

背景技术：

目前晶体生长是在密封的单晶炉内进行，晶体生长过程中会产生大量挥发物质，这些挥发物质无法排除并富集在炉内，对坩埚内熔体产生污染，影响晶体内部质量（如散射）。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种晶体生长炉气氛循环过滤系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：晶体生长炉气氛循环过滤系统，包括炉体、过滤器、流量计和气泵，所述炉体上设有位于炉体顶部的排气口和位于炉体底部的进气口，所述炉体的排气口处设有第一气阀，所述炉体的进气口处设有第二气阀，所述第一气阀的排气口经气管与过滤器的进气口连通，所述过滤器的排气口经气管与流量计的进气口连通，所述流量计的排气口经气管与气泵的进气口连通，所述气泵的排气口经气管与第二气阀的进气口连通。

优选的，所述炉体的进气口和排气口的中心线不共线。

优选的，所述过滤器包括中空管和过滤吸附介质，所述中空管的一端为进气口、另一端为排气口，所述中空管内设有靠近进气口的第一透气网和靠近排气口的第二透气网，所述第一透气网和第二透气网将中空管在其进气口至排气口方向上分隔为三段，所述第一透气网和第二透气网之间形成用于容纳过滤吸附介质的空间。

优选的，所述中空管的进气口和排气口处均设有连接头，所述连接头与气管可拆卸连接。

优选的，所述第二透气网的网格孔径小于第一透气网的网格孔径。

优选的，所述过滤吸附介质的密度沿中空管的进气口到排气口的方向逐渐增大。

优选的，所述气泵为流量可调泵。

优选的，所述晶体生长炉气氛循环过滤系统还包括控制装置，所述控制装置的输入端与流量计的输出端连接，所述控制装置的输出端与气泵的控制端连接。

优选的，所述控制装置上设有无线通信模块，所述控制装置经无线通信模块与远端设备信号连接。

本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型中利用过滤器将晶体生长过程中产生的挥发物质滤掉，让晶体生长始终在洁净的气氛下进行，减少了挥发物质对坩埚内熔体的污染，提高了晶体质量；此外，由于过滤后的气体在气泵的作用下被重新送入炉体内进行利用，实现了气体的循环使用，降低了成本；

（2）炉体的进气口和排气口分别设置在炉体底部和顶部，且进气口和排气口的中心线不共线，使得炉体内含有挥发物质的气体能够有效排出进行过滤；

（3）过滤器中的第一透气网、过滤吸附介质和第二透气网构成三层过滤结构，能够改善了气体过滤的效果

（4）第二透气网的网格孔径小于第一透气网的网格孔径，过滤吸附介质的密度沿中空管的进气口到排气口的方向逐渐增大，使得气体中的颗粒物等按粒径大小被逐级截留，减小了气体在过滤器中的流通阻力，提高了过滤效率；

（5）控制装置可以实现气泵流量的自动调节，有利于维持气体流量的稳定，改善气体过滤效果；

（6）无线通信模块可实现控制装置和远端设备之间的数据传输，从而实现气体过滤的远程监控。

附图说明

图1为晶体生长炉气氛循环过滤系统的一种组成示意图；

图2为过滤器的一种结构示意图；

图3为流量自动调节的一种组成框图；

图中，1—炉体，2—第一气阀，3—第二气阀，4—过滤器，41—中空管，42—第一透气网，43—第二透气网，44—过滤吸附介质，45—连接头，5—流量计，6—气泵。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1-3，本实施例提供了一种晶体生长炉气氛循环过滤系统：

如图1所示，晶体生长炉气氛循环过滤系统，包括炉体1、过滤器4、流量计5和气泵6，所述炉体1上设有位于炉体1顶部的排气口和位于炉体1底部的进气口，所述炉体1的排气口处设有第一气阀2，所述炉体1的进气口处设有第二气阀3，所述第一气阀2的排气口经气管与过滤器4的进气口连通，所述过滤器4的排气口经气管与流量计5的进气口连通，所述流量计5的排气口经气管与气泵6的进气口连通，所述气泵6的排气口经气管与第二气阀3的进气口连通。

晶体生长炉气氛循环过滤系统的工作过程为：打开第一气阀2和第二气阀3，开启气泵6，炉体1内的气体经第一气阀2进入过滤器4进行过滤，过滤后的气体经流量计5进入气泵6，气体在气泵6的作用下经第二气阀3回到炉体1内，如此往复循环，直到晶体生长结束。通过将炉体1内的气体排出进行过滤，减少了炉体1内晶体生长过程中产生的挥发物质的含量，让晶体生长始终在洁净的气氛下进行，减少了对坩埚内熔体的污染，提高了晶体的质量。此外，在气泵6的作用下，过滤后的气体重新进入炉体1内，降低了成本。

为了减少对气体进行过滤对炉体1内温度的影响，所述气管均为隔热管。

由于炉体1的进气口和排气口分别设置在炉体1的底部和顶部，炉体1内的气体由下往上流动，再经第一气阀2排出，使得炉体1内含有挥发物质的气体能够有效排出进行过滤，改善了炉体1的气氛；为了进一步改善含有挥发物质的气体的排出效果，所述炉体1的进气口和排气口的中心线不共线。

如图2所示，所述过滤器4包括中空管41和过滤吸附介质44，所述中空管41的一端为进气口、另一端为排气口，所述中空管41内设有靠近进气口的第一透气网42和靠近排气口的第二透气网43，所述第一透气网42和第二透气网43将中空管41在其进气口至排气口方向上分隔为三段，所述第一透气网42和第二透气网43之间形成用于容纳过滤吸附介质44的空间。第一透气网42和第二透气网43在起到对过滤吸附介质44进行限位和固定的作用的同时，第一透气网42和第二透气网43还能对颗粒物进行过滤，构成了额外的两层过滤结构，从而使得过滤器4具有多层过滤结构，改善了过滤效果。所述过滤吸附介质44的具体型号、规格可以根据实际情况进行选择，过滤吸附介质44的粒径需大于第一透气网42和第二透气网43的孔径，避免过滤吸附介质44穿过第一透气网42和第二透气网43。

所述第二透气网43的网格孔径小于第一透气网42的网格孔径，由于第一透气网42靠近过滤器4的进气口，通过第一透气网42对较大的颗粒物进行过滤，避免了这些颗粒物堵塞过滤吸附介质44之间的间隙，影响过滤速度；第二透气网43对经过滤吸附介质44过滤后的气体再次进行过滤，提高了重新进入炉体1内的气体的洁净度。为了改善过滤效果，可以在第一透气网42和第二透气网43上针对性的设置一些吸附介质，如活性炭等。

所述过滤吸附介质44的密度沿中空管41的进气口到排气口的方向逐渐增大，使得气体中的物质随粒径大小逐渐被过滤吸附，减小了气体在过滤器4中的流通阻力，提高了过滤效率。

所述中空管41的进气口和排气口处均设有连接头45，所述连接头45与气管可拆卸连接，便于进行过滤器4的更换；例如，连接头45采用螺纹头，即过滤器4与气管螺纹连接，拆装十分方便；为了改善密封性，可以在连接头45上设置密封圈。

所述气泵6为流量可调泵，用户可以根据实际情况调节气泵6的流量。

如图3所示，所述晶体生长炉气氛循环过滤系统还包括控制装置，所述控制装置的输入端与流量计5的输出端连接，所述控制装置的输出端与气泵6的控制端连接。流量计5对气体流量进行检测，并将检测结果发送给控制装置，控制装置根据检测结果以及设定的流量值向气泵6发送调节信号，调节气泵6的流量，有利于保持气体流量的稳定，避免了气体流量波动带来的不利影响。

所述控制装置包括微处理器、按键、显示屏和无线通信模块，所述微处理器的第一输入端与流量计5的输出端连接，所述微处理器的第二输入端与按键连接，所述微处理器的第一输出端与气泵6的控制端连接，所述微处理器的第二输出端与显示屏连接，所述微处理器还与无线通信模块连接，微处理器经无线通信模块与远端设备信号连接；所述无线通信模块可以为WiFi模块、3G/4G模块等。用户可以通过按键对流量进行设置，也可以通过显示屏查看当前的流量等信息；此外，用户还可以通过远端设备进行气体流量进行远程监控，方便了用户的使用。

可以理解的是，本实施例中的气泵6、流量计5等功能器件采用现有的相应产品即可，本申请不涉及对这些功能器件本身的改进，在了解本实施例的方案的基础上，本领域技术人员可以根据实际情况选择具体的功能器件并且完成功能器件之间的连接，无需付出创造性劳动即可实现本申请目的并获得相应的技术效果。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。