用于直拉单晶炉热场的加热器及使用方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及直拉单晶炉热场技术领域，特别是设及一种用于直拉单晶炉热场的加 热器及使用方法。
【背景技术】
[0002] 直拉单晶炉是在惰性气体(氣气为主)环境中，使用加热器将多晶娃等多晶材料烙 化，并采用直拉法生长无位错单晶的设备。加热器是单晶炉热场的核屯、部件，提供多晶烙化 长晶的热能，其结构的设计不仅直接影响着是否能顺利长晶W及单晶的质量，而且作为主 要耗材之一，直接影响到单晶的制造成本。
[0003] 娃单晶生长过程中W惰性气体氣气作为保护气体，减压状态下流动的氣气会带走 烙娃与石英相蜗反应(见式1)产生的一氧化娃蒸气。加热器的形状通常为圆筒鸟笼状，侧面 进行开槽，形成多个叶片。当被带走的一氧化娃蒸气流经加热器时，会与加热器表面(碳)发 生反应(见式2和式3)，在不同溫度下会形成碳化娃和娃，因此从上至下不同溫区的加热器 叶片表面呈现出不同的形貌，见图1。部位1从加热器顶端往下，叶片表面黄色碳化娃逐渐增 多，部位2叶片表面黄色碳化娃均匀分布，而部位3从加热器叶片中间往下，叶片表面主要是 娃和碳化娃的混合粘结，部位4则主要是娃的沉积粘结。运种情况下形成的碳化娃的粘结强 度和硬度都不是很高，冷却后很小的摩擦就能掉落，因此每一炉停炉后都要对其进行清洁， 避免下一炉扬尘污染原料。运样多次清洁后，加热器叶片就会逐渐损耗减薄，尤其W固液界 面附近的部位2损耗最大。而娃的粘结强度是比较高的，因此部位3由于混合粘结娃对表面 的保护，叶片损耗是比较小的，部位4叶片的损耗更是非常小。由于部位2叶片损耗变得越 薄，局部电阻值会变得越大，局部发热就越厉害，损耗也在不断加剧，最终导致部位2叶片太 薄甚至断裂而无法继续使用加热器。运种叶片损耗不均匀的情况，不仅大大缩短了加热器 的寿命，而且严重影响了加热器的发热情况，使得固液界面的溫度梯度逐渐发生变化，影响 了单晶的生长和品质。
[0007]目前直拉单晶炉热场使用最多的加热器是圆筒鸟笼状加热器，底部一般有二个或 四个连接电极的脚。专利201220313158.0(授权公告日2013.01.02)公布了一种单晶炉热场 加热器，其加热器主体和加热器脚可拆卸地连接，当加热器脚损坏时，只需要将加热器脚从 加热器主体上拆除，并更换新的加热器脚即可，无需更换整个加热器主体，降低了维修成 本。专利201320531088.0 (授权公告日2014.03.05)公布了一种用于直拉单晶炉的分体加热 器，即加热筒和电极脚为分体结构，在发生因粘娃或者电极脚拉弧不能继续使用的情况下， 可通过直接更换电极脚完成设备的维修更换，从而大大增强了加热器主体部分的抗风险能 力，进而降低了生产成本。然而，在加热器的正常使用中，只要使用得当，不发生拉弧打火的 情况，加热器的脚一般不会发生损坏，而叶片损耗却是每一炉都在发生，因此加热器的使用 寿命长短通常是由叶片损耗减薄的快慢决定的。
【发明内容】
[0008] 本发明要解决的技术问题是提供一种叶片损耗慢，使用寿命长的直拉单晶炉热场 的加热器及其使用方法。
[0009] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种用于直拉单晶炉热场的加 热器，包括加热器主体;所述加热器主体可翻转。
[0010] 作为本发明所述的用于直拉单晶炉热场的加热器的改进:所述加热器主体的叶片 端面上设置有加热器脚。
[0011] 作为本发明所述的用于直拉单晶炉热场的加热器的进一步改进:所述加热器主体 的叶片两端均设置有螺纹孔;所述加热器脚上相对于螺纹孔设置有通孔;所述加热器脚通 过螺钉经通孔和螺纹孔进行固定。
[0012] 作为本发明所述的用于直拉单晶炉热场的加热器的进一步改进:所述叶片的端面 的螺纹孔的数量为2的整数倍;所述叶片两端的螺纹孔数量相同。
[0013] 作为本发明所述的用于直拉单晶炉热场的加热器的进一步改进:所述加热器主体 中设有螺纹孔的叶片的转角部位相对其他叶片的相应转角部位缩进一定距离;该一定距离 为加热器脚与加热器主体相互连接部位的长度。
[0014] 作为本发明所述的用于直拉单晶炉热场的加热器的进一步改进:所述螺纹孔绕加 热器主体环形排列;所述加热器主体两端的螺纹孔的数量均为8个。
[0015] -种用于直拉单晶炉热场的加热器使用方法:将加热器主体使用一定炉数后，加 热器主体的部位3和部位4形成一层娃和碳化娃的混合沉积层;将此加热器主体进行翻转， 转换原先带有沉积层的部位处于原部位2和部位1的溫区范围；再次进行相同数量炉数后， 再次翻转加热器主体，W此循环翻转加热器主体。
[0016] 作为本发明所述的用于直拉单晶炉热场的加热器使用方法的改进:所述加热器主 体一端的带螺纹孔的叶片通过螺钉连接加热器脚后使用；在加热器主体使用一定炉数后， 其翻转步骤为:将加热器脚与加热器主体另外一端的相应位置进行连接后使用；重复W上 步骤对加热器主体进行倒置或者翻转。
[0017] 作为本发明所述的用于直拉单晶炉热场的加热器使用方法的进一步改进:所述的 加热器主体进行倒置或翻转时的使用炉数为1~50。
[0018] 作为本发明所述的用于直拉单晶炉热场的加热器使用方法的进一步改进:所述的 加热器主体进行倒置或翻转时的使用炉数为10。
[0019] 本发明具有的优点和有益效果是:采用上述技术方案的单晶炉热场加热器，在使 用一定炉数后，部位3和部位4会形成一层娃和碳化娃的混合沉积层，此时将加热器主体倒 置，带有沉积层的部位会处于原部位2和部位1的溫区范围，由于沉积层的高溫抗氧化性非 常好，有效地隔绝了一氧化娃蒸气对加热器叶片的腐蚀和损耗，不仅大大延长了加热器的 使用寿命，而且大大提升了热场溫度梯度的稳定性。
【附图说明】
[0020] 图1为直拉单晶炉热场使用最多的常规加热器的主视图；
[0021] 图2为本发明的用于直拉单晶炉热场的加热器主体的主视