水冷热屏装置及具有其的单晶炉的制作方法

本公开涉及半导体工艺设备技术领域，尤其涉及一种水冷热屏装置及具有其的单晶炉。

背景技术：

伴随着全球光伏市场需求的持续发展，国内去产能化的继续，降低单晶硅生产成本日益迫切。在此种背景下，急需一种既能提升拉速，又能充分利用复投多装料节约时间提高效率，用于单晶硅的水冷热屏装置。

目前的水冷热屏普遍是只能适用于一种热场内的，适用性比较单一。

技术实现要素：

有鉴于此，本公开提出了一种水冷热屏装置，能够兼容至少两种不同的热场，从而可以有效提高水冷热屏装置的适用性。

根据本公开的一方面，提供了一种水冷热屏装置，包括进水管、出水管、水冷热屏本体、第一承重块组和第二承重块组；

所述水冷热屏本体具有内腔，所述内腔内设置有水冷管道；

所述进水管与所述水冷管道的进水口连通，所述出水管与所述水冷管道的出水口连通；

所述第一承重块组包括用于悬挂单晶炉的第一热场装置的第一承重块和第二承重块；

其中，所述第一承重块固定安装在所述进水管邻近所述水冷热屏本体一侧的管面上，所述第二承重块固定安装在所述出水管邻近所述水冷热屏本体一侧的管面上；

所述第二承重块组包括用于悬挂所述单晶炉的第二热场装置的第三承重块和第四承重块；

其中，所述第三承重块位于所述第一承重块上，并与所述第一承重块可拆卸连接；所述第四承重块位于所述第二承重块上，并与所述第二承重块可拆卸连接。

在一种可能的实现方式中，所述第一承重块的主体为矩形块；

其中，所述第一承重块与所述进水管邻近所述水冷热屏本体一侧的管面相连接的端面开设有凹槽；

所述凹槽卡接在所述进水管邻近所述水冷热屏本体一侧的管面上，且

所述凹槽的边缘与所述进水管邻近所述水冷热屏本体的管面固定连接。

在一种可能的实现方式中，所述凹槽的边缘与所述进水管邻近所述水冷热屏本体的管面之间的固定连接方式为焊接。

在一种可能的实现方式中，所述第一承重块的一端开设有第一开口；所述第二承重块的一端开设有第二开口；

所述第一开口和所述第二开口均呈“u”形；

所述第一开口和所述第二开口，分别适用于悬挂所述第一热场装置两端的连接件。

在一种可能的实现方式中，所述第一开口的朝向与所述第二开口的朝向反向设置。

在一种可能的实现方式中，所述第三承重块与所述第一承重块之间的可拆卸连接方式为螺接；

所述第四承重块与所述第二承重块之间的可拆卸连接方式为螺接。

在一种可能的实现方式中，所述第三承重块与所述第一承重块相贴合；

所述第三承重块的一端开设有适用于悬挂所述第二热场装置的第三开口；所述第三承重块的另一端开设有第一螺孔，所述第一螺孔配置有第一螺栓；

所述第一螺孔与所述第一承重块的所述第一开口相连通，所述第一螺栓穿过所述第一螺孔和所述第一开口后，通过螺母将所述第三承重块与所述第一承重块固定连接。

在一种可能的实现方式中，所述第四承重块与所述第二承重块相贴合；且

所述第四承重块的一端开设有适用于悬挂所述第二热场装置的第四开口；所述第四承重块的另一端开设有第二螺孔，所述第二螺孔配置有第二螺栓；

所述第二螺孔与所述第二承重块的所述第二开口相连通，所述第二螺栓穿过所述第二螺孔和所述第二开口后，通过螺母将所述第四承重块与所述第二承重块固定连接。

在一种可能的实现方式中，所述进水管包括依次连通的第一管件、第二管件和第三管件；

所述第一管件与所述第二管件之间的连接角，以及所述第二管件与所述第三管件之间的连接角均设置有连接件；

所述出水管包括第四管件、第五管件和第六管件；

所述第四管件与所述第五管件之间的连接角，以及所述第五管件与所述第六管件之间的连接角均设置有所述连接件。

根据本公开的一方面，还提供了一种单晶炉，包括如上任一所述的水冷热屏装置。

本公开实施例的水冷热屏装置，通过设置两组承重块(即，第一承重块组和第二承重块组)，并设置第一承重块组和第二承重块组可拆卸连接，通过第一承重块组悬挂安装第一热场装置，第二承重块组悬挂安装第二热场装置，使得本公开实施例的水冷热屏装置能够兼容两种不同的热场，这也就有效提高了水冷热屏装置的灵活性。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。

图1示出本公开实施例的水冷热屏装置的主体结构图；

图2示出本公开实施例的水冷热屏装置处于一种热场中时的主体结构图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

其中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

图1示出根据本公开一实施例的水冷热屏装置的主体结构示意图。如图1所示，该水冷热屏装置100包括：进水管110、出水管120、第一承重块组130、第二承重块组140和水冷热屏本体150。

此处，需要指出的是，在本公开实施例的水冷热屏装置100中，水冷热屏本体150具有内腔，内腔内设置有水冷管道(图中未示出)。进水管110与水冷管道的进水口连通，出水管120与水冷管道的出水口连通。即，通过进水管110、水冷管道和出水管120依次连通，形成水冷循环回路，从而对拉制出的单晶棒进行水冷降温处理。

同时，在本公开实施例的水冷热屏装置100中，参阅图2，第一承重块组130包括用于悬挂单晶炉的第一热场装置的第一承重块131和第二承重块132。其中，第一承重块131固定安装在进水管110邻近水冷热屏本体150一侧的管面上，第二承重块132固定安装在出水管120邻近水冷热屏本体150一侧的管面上。此处，应当指出的是，第一热场装置可以为盛装有硅原料的坩埚，该坩埚的加热温度为第一温度。并且，第一热场装置在悬挂在第一承重块131和第二承重块132上时，可以采用连接件(如：耐高温的连接链)，将安装在第一热场装置两侧的连接件分别悬挂在第一承重块131和第二承重块132上来实现。

参阅图1，第二承重块组140包括用于悬挂单晶炉的第二热场装置的第三承重块141和第四承重块142。其中，第三承重块141位于第一承重块131上，并与第一承重块131可拆卸连接；第四承重块142位于第二承重块132上，并与第二承重块132可拆卸连接。此处，本领域技术人员可以理解的是，第二热场装置可以为加热温度设置为第二温度的盛装有硅原料的坩埚。并且，第二热场装置在第三承重块141和第四承重块142上的安装，同样可以采用连接件悬挂的方式。即，将安装在第二热场装置两侧的连接件(如：耐高温的连接链)分别悬挂在第三承重块141和第四承重块142上来实现。

由此，本公开实施例的水冷热屏装置100，通过设置两组承重块(即，第一承重块组130和第二承重块组140)，并设置第一承重块组130和第二承重块组140可拆卸连接，通过第一承重块组130悬挂安装第一热场装置，第二承重块组140悬挂安装第二热场装置，使得本公开实施例的水冷热屏装置100能够兼容两种不同的热场，这也就有效提高了水冷热屏装置100的灵活性。

在一种可能的实现方式中，参阅图1，水冷热屏装置100最下方是水冷热屏本体150，水冷热屏本体150呈圆台形，具有内腔。该内腔围绕成中空结构，该中空结构适用于拉制出的单晶棒穿过，从而在单晶棒穿过该中空结构时，通过内腔中的水冷管道对单晶棒进行降温处理。

其中，呈圆台形的水冷热屏本体150的一种摆置方式可以为上方大开口，下方小开口，材料可以为钢铁。内壁两侧开设有两个开口(即，进水口和出水口)，分别接进水管110和出水管120，水流由进水管110进入内腔，再通过水冷管道，由出水管120排出内腔。

此外，还需要指出的是，水冷热屏本体150的内腔中可放置导流板，导流板使水流在内腔中停留时间更长，从而使水流更加充分吸收热量，使拉制单晶时冷却速度加快，从而提高生产效率。进一步的，在本公开实施例的水冷热屏装置100中，进水管110和出水管120的材料可以为钢铁，分别连接在水冷热屏主体150的内屏两侧，连接方式可以为焊接连接，并且位于水冷热屏主体150上方。其中，参阅图1，进水管110包括第一管件111，第二管件112，第三管件113。出水管120包括第四管件121，第五管件122，第六管件123。

第一管件111与第二管件112的连接端(即，第一管件111与第二管件112之间的连接角)可通过连接件160连接。相应的，第二管件112与第三管件113的连接端(即，第二管件112与第三管件113之间的连接角)也可通过连接件160连接。

其中，第一管件111与第二管件112的连接端通过连接件160连接时，参阅图1和图2，连接件160的主体可设置为“l”型的转接块，并且该转件块为中空结构。由此，可将第一管件111的一侧管口插入连接件160的一端后，再通过焊接的方式进行第一管件111在连接件160上的固定安装。对应的，第二管件112的一侧管口插入连接件160的另一端后，再通过焊接的方式进行固定。

同理，第二管件112与第三管件113的连接端通过连接件160连接时的连接方式、第四管件121与第五管件122通过连接件160连接时的连接方式、以及第五管件122与第六管件123通过连接件160连接时的连接方式，与上述第一管件111与第二管件112之间的连接方式相同或相似，此处不再进行赘述。

通过采用连接件160进行进水管110中的各管件和出水管120中的各管件之间的连接，有效简化了进水管110和出水管120的结构，并且安装方式简单，易于实现。

进一步的，在本公开实施例的水冷热屏装置100中，第一承重块组130包含有第一承重块131和第二承重块132。第一承重块131和第二承重块132的材料均可以是钢铁。

其中，第一承重块131固定安装在第二管件112上方，第二承重块132固定安装在在出水管120的第二管件122上方，连接方式可以是焊接。

举例来说，参阅图1，第一承重块131的主体为矩形块。其中，第一承重块131与进水管110邻近水冷热屏本体150一侧的管面(即，第二管件112的管面)相连接的端面开设有凹槽。凹槽的凹面与进水管110邻近水冷热屏本体150一侧的管面相匹配。

其中，凹槽卡接在进水管110邻近水冷热屏本体150一侧的管面上。并且，凹槽的边缘与进水管110邻近水冷热屏本体150的管面固定连接。如：凹槽的边缘与进水管110邻近水冷热屏本体150的管面之间可以采用焊接的方式进行固定。

第二承重块132的结构与第一承重块131的结构相同。即，第二承重块132的主体同样设置为矩形块。其中，第二承重块132与出水管120邻近水冷热屏本体150一侧的管面(即，第五管件122的管面)相连接的端面开设有凹槽，该凹槽与出水管120邻近水冷热屏本体150一侧的管面相匹配。凹槽卡接在出水管120邻近水冷热屏本体150一侧的管面上。并且，凹槽的边缘与出水管120邻近水冷热屏本体150的管面固定连接。如：凹槽的边缘与出水管120邻近水冷热屏本体150的管面之间可以采用焊接的方式进行固定。

在第一承重块131的一端开设有第一开口；第二承重块132的一端开设有第二开口，第一开口和第二开口均呈“u”形，第一开口和第二开口可以用于悬挂第一热场装置两端的连接件。

此处，需要指出的是，为了与第一热场装置(即，盛装有硅料的加热坩埚)的结构相匹配，第一开口的朝向与第二开口的朝向可以反向设置。

由此，在采用上述结构的第一承重块131和第二承重块132安装第一热场装置时，可以直接将第一热场装置中的连接件(如：连接链)挂接在第一承重块131的第一开口和第二承重块132的第二开口上，再进行固定即可。操作简单，易于实现。并且，通过设置第一承重块131和第二承重块132的结构相同或相似，在进行第一承重块131和第二承重块132的加工时，可以采样相同的工艺进行加工即可，这也就有效简化了第一承重块组130的加工工艺。

进一步的，根据前面所述，在本公开实施例的水冷热屏装置100中，第二承重块组140可以包括第三承重块141和第四承重块142。其中，应当指出的是，第三承重块141和第四承重块142的结构相同。为简化说明，以下以第三承重块141为例，对其实现方式进行具体说明。

参阅图1，在本公开实施例的水冷热屏装置100中，第三承重块141的主体可以为板状结构。材质可以为不锈钢材质。也就是说，第三承重块141可以直接采用不锈钢板来实现。其中，第三承重块141与第一承重块131之间的可拆卸连接方式可以采用螺接来实现。

具体的，板状结构的第三承重块141与第一承重块131相贴合。第三承重块141的一端开设有适用于悬挂第二热场装置的第三开口。同时，第三承重块141的另一端开设有第一螺孔，第一螺孔配置有第一螺栓，第一螺孔与第一承重块131的第一开口相连通，第一螺栓穿过第一螺孔和第一开口后，通过螺母将第三承重块141与第一承重块131固定连接。

通过采样上述方式来实现第三承重块141与第一承重块131之间的可拆卸连接，可以直接在第一承重块131上安装第三承重块141，不需要对第一承重块131的结构作任何改变，因此这也就更进一步地简化了第三承重块141与第一承重块131的安装方式，并且还有效节省了成本。

同理，第四承重块142与第二承重块132之间的连接方式也可采用上述方式来实现。即，第四承重块142与第二承重块132相贴合，第四承重块142的一端开设有适用于悬挂第二热场装置的第四开口。同时，第四承重块142的另一端开设有第二螺孔，第二螺孔配置有第二螺栓，第二螺孔与第二承重块132的第二开口相连通，第二螺栓穿过第二螺孔和第二开口后，通过螺母将第四承重块142与第二承重块132固定连接。

需要说明的是，第三承重块141和第四承重块142的第三开口和第四开口均可以设置为“u”型口，第三开口和第四开口用于悬挂第二热场装置两端的连接件，且第三开口和第四开口方向相反，用于匹配第二热场装置的结构，第二承重块组140与第一承重块组130之间的可拆卸连接方式使得本公开实施例的水冷热屏装置100可以兼容不同类型的热场装置，不限于两种热场。这样的方式节省了成本，提高了生产效率。

需要指出的是，第一承重块组130和第二承重块组140中的各承重块的形状不限于前面所述的矩形块，只要可以悬挂热场装置即可。

需要说明的是，尽管以图1作为示例介绍了本申请的水冷热屏装置，但本领域技术人员能够理解，本公开应不限于此。事实上，用户完全可根据个人喜好和/或实际应用场景灵活设定水冷热屏装置的结构，只要达到所需的功能效果即可。

另外，基于前面任一所述的水冷热屏装置100，本公开还提供了一种单晶。本公开提供的单晶炉包括前面任一所述的水冷热屏装置100,。其中，该水冷热屏装置100安装在单晶炉的炉膛内，用于在使用单晶炉进行单晶的拉制工艺时，对拉制出的单晶体进行降温处理。通过在单晶炉中安装前面任一所述的水冷热屏装置100，使得本公开的单晶炉可以兼容至少两种热场，这也就有效提高了单晶炉的适用性。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。