一种单晶炉用新型电极的制作方法

1.本实用新型属于单晶硅制备装置领域，具体涉及一种单晶炉用新型电极。


背景技术：

2.单晶行业内连续加料工艺已普遍推广，随着一炉多根工艺的不断成熟，二次加料频次不断增加，化料时间也会相应增加，如何缩短化料时间，成为各个单晶厂重点的研究方向。现有单晶炉热场主要通过双加热器工艺对炉内的原料进行加热，化料过程中底加热器在坩埚底部进行加热起主要作用。但由于单晶炉电极与炉底是固定连接，就导致底加热器为固定位置安装，无法根据坩埚位置来调节加热器的位置，进而难以实现近距离对坩埚进行加热熔化原料。此外，现有的单晶炉电极采用铜电极，内部无冷却设计，高温时易烧损出现安全事故；需要根据热场为铜电极匹配不同高度石墨电极，通用性差。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种可自由升降的新型电极可匹配不同高度石墨电极，实现底加热器与坩埚的同步升降，对坩埚进行近距离加热加快化料速度，提升产能。
4.为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：
5.一种单晶炉用新型电极包括对称设置于底加热器底部两侧的两个升降电极组件；每个升降电极组件包括铜电极、波纹管、丝杆以及驱动电机；所述铜电极的底部固定于丝杆顶部，丝杆的底部穿过单晶炉炉底后与单晶炉外部的驱动电机驱动连接，丝杆与单晶炉炉底贯穿部位相互啮合，通过驱动电机驱动丝杆转动，实现上部的铜电极升降动作；所述铜电极的底部与单晶炉炉底之间通过波纹管连接，并在波纹管内形成隔离空间，用于容纳所述的丝杆；所述铜电极的顶部与底加热器底部对应的石墨电极相互卡接。
6.进一步地，所述的波纹管内设有铜电极冷却管，所述的铜电极冷却管一端从单晶炉炉底进入，然后进入铜电极后，在从单晶炉炉底引出；所述铜电极冷却管为空心管，内部设有冷却水通道。
7.优选地，所述铜电极冷却管进入铜电极的部分，为螺旋管，以增加与铜电极的接触面积。
8.优选地，所述铜电极冷却管整体为螺旋管，围绕丝杆盘旋设置，以提升同时对波纹管、铜电极以及丝杆的冷却效果，避免高温时损坏。
9.优选地，所述的波纹管为金属材质，外壁为折叠的螺纹，能够上下收缩和拉长。
10.具体地，底加热器底部两侧的两个升降电极组件分别通各自的铜电极冷却管连接电源的正极和负极，通过铜电极冷却管向铜电极和石墨电极通电。
11.有益效果：
12.该单晶炉用新型电极通过升降设计，能够实现底加热器与坩埚可同步升降，从而底加热器对坩埚进行近距离持续加热进而实现加快化料速度提升产能的目的。此外，铜电
极采用中空水冷结构，可避免高温时损坏，避免安全事故。可满足不同高度石墨电极的使用，通用性强。
附图说明
13.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做更进一步的具体说明，本实用新型的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
14.图1为该单晶炉用新型电极的整体结构示意图。
15.图2为该单晶炉用新型电极的使用状态图。
16.其中，各附图标记分别代表：1铜电极；2铜电极冷却管；21冷却水通道；3波纹管；4丝杆；5驱动电机；6石墨电极；7底加热器；8单晶炉炉底；9坩埚。
具体实施方式
17.根据下述实施例，可以更好地理解本实用新型。
18.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，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，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，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型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，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
19.如图1所示，该单晶炉用新型电极包括对称设置于底加热器7底部两侧的两个升降电极组件；每个升降电极组件包括铜电极1、波纹管3、丝杆4以及驱动电机5；所述铜电极1的底部固定于丝杆4顶部，丝杆4的底部穿过单晶炉炉底8后与单晶炉外部的驱动电机5驱动连接，丝杆4与单晶炉炉底8贯穿部位相互啮合，通过驱动电机5驱动丝杆4转动，实现上部的铜电极1升降动作；所述铜电极1的底部与单晶炉炉底8之间通过波纹管3连接，并在波纹管3内形成隔离空间，用于容纳所述的丝杆4，实现波纹管内部与单晶炉的完全隔离，起到密封隔离作用。波纹管3为金属材质，外壁为折叠的螺纹，能够上下收缩和拉长。所述铜电极1的顶部与底加热器7底部对应的石墨电极6相互卡接。
20.进一步地，波纹管3内设有铜电极冷却管2，所述的铜电极冷却管2一端从单晶炉炉底8进入，然后进入铜电极1后，在从单晶炉炉底8引出；所述铜电极冷却管2为空心管，内部设有冷却水通道21。冷却水由单侧底部进入流经铜电极1底部最后由另一侧排出，对铜电极1进行冷却。为了提升冷却效果，可以将铜电极冷却管2整体设置为螺旋管，围绕丝杆4盘旋设置，以提升同时对波纹管、铜电极以及丝杆的冷却效果，避免高温时损坏。
21.如图2所示，使用时，底加热器7底部两侧的两个升降电极组件分别通各自的铜电极冷却管2连接电源的正极和负极，通过铜电极冷却管2向铜电极1和石墨电极6通电。
22.通过控制驱动电机5带动丝杆4旋转顶升铜电极1实现底加热器的升降因此可匹配不同高度石墨电极。单晶炉运行前设定底加热器7与坩埚9的安全距离通过控制两侧升降电极组件的同步升降，便可实现底加热器7对坩埚9进行近距离持续加热进而实现加快化料速度提升产能的目的。
23.本实用新型提供了一种单晶炉用新型电极的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。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。


技术特征：
1.一种单晶炉用新型电极，其特征在于，包括对称设置于底加热器(7)底部两侧的两个升降电极组件；每个升降电极组件包括铜电极(1)、波纹管(3)、丝杆(4)以及驱动电机(5)；所述铜电极(1)的底部固定于丝杆(4)顶部，丝杆(4)的底部穿过单晶炉炉底(8)后与单晶炉外部的驱动电机(5)驱动连接，丝杆(4)与单晶炉炉底(8)贯穿部位相互啮合，通过驱动电机(5)驱动丝杆(4)转动，实现上部的铜电极(1)升降动作；所述铜电极(1)的底部与单晶炉炉底(8)之间通过波纹管(3)连接，并在波纹管(3)内形成隔离空间，用于容纳所述的丝杆(4)；所述铜电极(1)的顶部与底加热器(7)底部对应的石墨电极(6)相互卡接。2.根据权利要求1所述的单晶炉用新型电极，其特征在于，所述的波纹管(3)内设有铜电极冷却管(2)，所述的铜电极冷却管(2)一端从单晶炉炉底(8)进入，然后进入铜电极(1)后，在从单晶炉炉底(8)引出；所述铜电极冷却管(2)为空心管，内部设有冷却水通道(21)。3.根据权利要求2所述的单晶炉用新型电极，其特征在于，所述铜电极冷却管(2)进入铜电极(1)的部分，为螺旋管，以增加与铜电极(1)的接触面积。4.根据权利要求2所述的单晶炉用新型电极，其特征在于，所述铜电极冷却管(2)整体为螺旋管，围绕丝杆(4)盘旋设置。5.根据权利要求1所述的单晶炉用新型电极，其特征在于，所述的波纹管(3)为金属材质，外壁为折叠的螺纹，能够上下收缩和拉长。6.根据权利要求2所述的单晶炉用新型电极，其特征在于，底加热器(7)底部两侧的两个升降电极组件分别通各自的铜电极冷却管(2)连接电源的正极和负极，通过铜电极冷却管(2)向铜电极(1)和石墨电极(6)通电。

技术总结
本实用新型公开了一种单晶炉用新型电极，包括对称设置于底加热器底部两侧的两个升降电极组件；每个升降电极组件包括铜电极、波纹管、丝杆以及驱动电机；所述铜电极的底部固定于丝杆顶部，丝杆的底部穿过单晶炉炉底后与单晶炉外部的驱动电机驱动连接，丝杆与单晶炉炉底贯穿部位相互啮合，通过驱动电机驱动丝杆转动，实现上部的铜电极升降动作；铜电极的底部与单晶炉炉底之间通过波纹管连接，并在波纹管内形成隔离空间，用于容纳所述的丝杆；所述铜电极的顶部与底加热器底部对应的石墨电极相互卡接。该单晶炉用新型电极通过升降设计，能够实现底加热器与坩埚可同步升降，从而底加热器对坩埚进行近距离持续加热进而实现加快化料速度提升产能的目的。料速度提升产能的目的。料速度提升产能的目的。


技术研发人员：郑伟扬
受保护的技术使用者：宁夏协鑫晶体科技发展有限公司
技术研发日：2021.01.19
技术公布日：2021/11/24