专利名称：一种坩埚罩和坩埚系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及多晶硅设备领域，更具体地说，涉及一种坩埚罩和坩埚系统。
背景技术：
多晶炉铸锭过程中须经历抽真空、熔化、结晶、退火、冷却五个阶段。其中，熔化阶段主要将零散的固体硅料融化成液态，结晶阶段则通过一定的方式使多晶硅实现定向生长(也称定向凝固)。在进行铸锭工艺前就需将零散的硅料装入喷涂好的石英坩埚中，并用石墨护板固定好，再投入多晶炉中进行铸锭。目前，使用的石英坩埚高度为420mm，投料量约为440kg，铸出的硅锭高度为270mmj90mm，在熔料阶段硅料完全融化时的液态高度为 250mm-270mm，相对于坩埚的高度，至少尚有130mm高度的空间未被利用，如果能在现有石英坩埚的基础上提高装料量，即可增加单台多晶炉的产量，并降低硅锭单位重量的能耗。提高装料量的方法是将坩埚高度增加，例如改变石英坩埚的尺寸，特别是增加其自身的高度， 则可提升其装料量。石英坩埚高度增加后虽然投料量增加，但硅锭高度依旧低于原石英坩埚的高度， 导致石英坩埚增加的高度部分只在投料时起作用，并且普通的石英坩埚使用一次后即会破损，无法再次使用，造成了资源的浪费。另外，由于坩埚制造工艺过程中高度越高，浇注模具越难制作，增加了石英坩埚的制造难度。而且石英坩埚高度增加后，为防止石英坩埚变形同时需增加坩埚护板的高度。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供一种坩埚罩和坩埚系统，以实现在提高坩埚的装料量基础上减少资源浪费的现象发生。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案—种坩埚罩，包括周向封闭的罩壁和设置在所述罩壁的中部的定位凸起，所述罩壁与所述定位凸起的材质均为氮化硅。优选的，在上述坩埚罩中，所述定位凸起设置在所述罩壁的外侧，距离所述罩壁的其中一个沿边的距离为30mm-40mm，距离所述罩壁的另一沿边的距离为50mm-70mm。优选的，在上述坩埚罩中，所述定位凸起呈封闭状分布在所述罩壁上。优选的，在上述坩埚罩中，所述定位凸起呈间歇状分布在所述罩壁上。 优选的，在上述坩埚罩中，所述罩壁为矩形结构。一种坩埚系统，包括坩埚，还包括坩埚罩，所述坩埚罩包括周向封闭的罩壁和设置在所述罩壁的中部的定位凸起，所述罩壁与所述坩埚的埚壁相贴合，且所述坩埚的沿边与所述定位凸起相抵触，所述罩壁与所述定位凸起的材质均为氮化硅。优选的，在上述坩埚系统中，所述定位凸起设置在所述罩壁的外侧，距离所述罩壁的其中一个沿边的距离为30mm-40mm，距离所述罩壁的另一沿边的距离为50mm-70mm。优选的，在上述坩埚系统中，所述定位凸起呈封闭状分布在所述罩壁上。
3[0015]优选的，在上述坩埚系统中，所述定位凸起呈间歇状分布在所述罩壁上。优选的，在上述坩埚系统中，所述罩壁为矩形结构。本实用新型中的坩埚罩包括周向封闭的罩壁和设置在所述罩壁的中部的定位凸起。当使用生产多晶硅时，将上述坩埚罩设置在石英坩埚上，从而增加了坩埚的高度，因此可以增加了坩埚的投料量。另外，上述坩埚罩和坩埚为分离式设计，坩埚罩的材质选用氮化硅，而氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，本身具有润滑性，并且耐磨损，抗腐蚀能力强，高温时抗氧化。而且它还能抵抗冷热冲击，在空气中加热到1000°c以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂。氮化硅陶瓷还具有抗金属熔融性，并且在保护气氛中能耐1800°c高温，可实现重复利用。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型实施例一提供的坩埚罩主视结构示意图；图2为本实用新型实施例一提供的坩埚罩俯视结构示意图；图3为本实用新型实施例一提供的坩埚罩立体结构示意图；图4为本实用新型实施例一提供的坩埚系统立体结构示意图；图5为本实用新型实施例二提供的坩埚罩主视结构示意图；图6为本实用新型实施例二提供的坩埚罩俯视结构示意图；图7为本实用新型实施例二提供的坩埚罩立体结构示意图；图8为本实用新型实施例二提供的坩埚系统立体结构示意图；图9和图10为本实用新型实施例提供的坩埚罩立体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。本实用新型公开了一种坩埚罩和具有上述坩埚罩的坩埚系统，以实现在提高坩埚的装料量基础上减少资源浪费的现象发生。其中，上述坩埚罩包括周向封闭的罩壁和设置在罩壁的中部的定位凸起，罩壁与定位凸起的材质均为氮化硅。当使用生产多晶硅时，将上述坩埚罩设置在石英坩埚上，从而增加了坩埚的高度，因此可以增加了坩埚的投料量。另外，上述坩埚罩和坩埚为分离式设计，坩埚罩的材质选用氮化硅，而氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，本身具有润滑性，并且耐磨损，抗腐蚀能力强，高温时抗氧化。而且它还能抵抗冷热冲击，在空气中加热到1000°c以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂。氮化硅陶瓷还具有抗金属熔融性，并且在保护气氛中能耐180(TC高温，可实现重复利用。实施例一如图1至图3所示，本实用新型实施例公开的坩埚罩1包括罩壁11和定位凸起 12，其中，该罩壁11周向封闭，以阻挡硅原料的泄露；上述定位凸起12设置在罩壁11的外侧的中部，以方便该坩埚罩1顺利安装在坩埚2上；而且为了延长坩埚罩1的使用寿命提高坩埚罩1的重复利用率，坩埚罩1中的罩壁11和定位凸起12的材质均为氮化硅。对于不同尺寸的坩埚2，为了提高其投料量，那么与之相对应的坩埚罩1的尺寸的具体尺寸并不相同，在本实用新型实施例中，定位凸起12距离罩壁11的其中一个沿边的距离为30mm-40mm，距离罩壁11的另一沿边的距离为50mm-70mm。在使用时，罩壁11的一个沿边伸入至坩埚2内，实现坩埚罩1的径向定位；定位凸起12与坩埚2的埚壁相抵触实现坩埚罩1的轴向定位。为了配合已有坩埚2的使用，即在生产多晶硅时，坩埚2大多为矩形结构，为了配合坩埚2的使用，本实用新型实施例中优先选用将罩壁11设置为矩形结构。且上述定位凸起12在实际使用时可以呈封闭状分布在罩壁11的外侧，如图1至图3所示；还可以呈间歇状分布在罩壁11的外侧，如图9所示。本实用新型实施例还公开了一种坩埚系统，如图4所示，该坩埚系统包括坩埚2和坩埚罩1，坩埚罩1包括罩壁11和定位凸起12，其中，该罩壁11周向封闭，以阻挡硅原料的泄露；上述定位凸起12设置在罩壁11的外侧的中部，以方便该坩埚罩1顺利安装在坩埚2 上；而且为了延长坩埚罩1的使用寿命提高坩埚罩1的重复利用率，坩埚罩1中的罩壁11 和定位凸起12的材质均为氮化硅；罩壁11与坩埚2的埚壁相贴合，且坩埚2的沿边与定位凸起12相抵触。在本实用新型实施例中坩埚2优选的为矩形结构，与之相对应的坩埚罩1优选的亦为矩形结构。为了固定坩埚罩1，本实用新型实施例中，定位凸起12距离罩壁11的其中一个沿边的距离为30mm-40mm，距离罩壁11的另一沿边的距离为50mm-70mm。在使用时，罩壁11 的一个沿边伸入至坩埚2内，实现坩埚罩1的径向定位；定位凸起12与坩埚2的埚壁相抵触，实现坩埚罩1的轴向定位，由于坩埚罩1轴向和径向均有定位，坩埚罩1可实现稳定的设置在坩埚2上。实施例二如图5至图7所示，本实用新型实施例公开的坩埚罩1包括罩壁11和定位凸起 12，其中，该罩壁11周向封闭，以阻挡硅原料的泄露；上述定位凸起12设置在罩壁11的内侧的中部，以方便该坩埚罩1顺利安装在坩埚2上；而且为了延长坩埚罩1的使用寿命提高坩埚罩1的重复利用率，坩埚罩1中的罩壁11和定位凸起12的材质均为氮化硅。对于不同尺寸的坩埚2，为了提高其投料量，那么与之相对应的坩埚罩1的尺寸的具体尺寸并不相同，在本实用新型实施例中，定位凸起12距离罩壁11的其中一个沿边的距离为30mm-40mm，距离罩壁11的另一沿边的距离为50mm-70mm。在使用时，坩埚2的埚壁伸入至罩壁11内，实现坩埚罩1的径向定位；定位凸起12与坩埚2的埚壁相抵触实现坩埚罩 1的轴向定位。为了配合已有坩埚2的使用，即在生产多晶硅时，坩埚2大多为矩形结构，为了配合坩埚2的使用，本实用新型实施例中优先选用将罩壁11设置为矩形结构。且上述定位凸起12在实际使用时可以呈封闭状分布在罩壁11的内侧，如图5至图7所示；还可以呈间歇状分布在罩壁11的内侧，如图10所示。本实用新型实施例还公开了一种坩埚系统，如图8所示，该坩埚系统包括坩埚2和坩埚罩1，坩埚罩1包括罩壁11和定位凸起12，其中，该罩壁11周向封闭，以阻挡硅原料的泄露；上述定位凸起12设置在罩壁11的内侧的中部，以方便该坩埚罩1顺利安装在坩埚2上；而且为了延长坩埚罩1的使用寿命提高坩埚罩1的重复利用率，坩埚罩1中的罩壁11和定位凸起12的材质均为氮化硅；罩壁11与坩埚2的埚壁相贴合，且坩埚2的沿边与定位凸起12相抵触。在本实用新型实施例中坩埚2优选的为矩形结构，与之相对应的坩埚罩1优选的亦为矩形结构。为了固定坩埚罩1，本实用新型实施例中，定位凸起12距离罩壁11的其中一个沿边的距离为30mm-40mm，距离罩壁11的另一沿边的距离为50mm-70mm。在使用时，坩埚2的埚壁伸入至罩壁11的内，实现坩埚罩1的径向定位；定位凸起12与坩埚2的埚壁相抵触，实现坩埚罩1的轴向定位，由于坩埚罩1轴向和径向均有定位，坩埚罩1可实现稳定的设置在坩埚2上。另外，需要说明的是实施例一与实施例二不同之处在于定位凸起12的位置的设置，定位凸起12可以设置在罩壁11的内侧还可以设置在罩壁11的外侧，对于设置在罩壁11外侧的结构由于将罩壁11的一个沿边伸入至坩埚内，因此对于罩壁11的尺寸要求较小，因此可以节省资源的浪费。而定位凸起12设置在内侧的结构，由于坩埚深入至罩壁11内，其尺寸要求较大，方可实现。因此，本实用新型优先选用实施例一的相关技术方案。且定位凸起12的间歇式设计也可进一步减小资源浪费。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种坩埚罩，其特征在于，包括周向封闭的罩壁(11)和设置在所述罩壁(11)的中部的定位凸起(12)，所述罩壁(11)与所述定位凸起(1 的材质均为氮化硅。
2.如权利要求1所述的坩埚罩，其特征在于，所述定位凸起(12)设置在所述罩壁(11)的外侧，距离所述罩壁(11)的其中一个沿边的距离为30mm-40mm，距离所述罩壁(11)的另一沿边的距离为50mm-70mm。
3.如权利要求1或2所述的坩埚罩，其特征在于，所述定位凸起(12)呈封闭状分布在所述罩壁(11)上。
4.如权利要求1或2所述的坩埚罩，其特征在于，所述定位凸起(12)呈间歇状分布在所述罩壁(11)上。
5.如权利要求1或2所述的坩埚罩，其特征在于，所述罩壁(11)为矩形结构。
6.一种坩埚系统，包括坩埚O)，其特征在于，还包括坩埚罩(1)，所述坩埚罩(1)包括周向封闭的罩壁(11)和设置在所述罩壁(11)的中部的定位凸起(12)，所述罩壁(11)与所述坩埚的埚壁相贴合，且所述坩埚的沿边与所述定位凸起(12)相抵触，所述罩壁(11)与所述定位凸起(1 的材质均为氮化硅。
7.如权利要求6所述的坩埚系统，其特征在于，所述定位凸起(12)设置在所述罩壁(11)的外侧，距离所述罩壁(11)的其中一个沿边的距离为30mm-40mm，距离所述罩壁(11)的另一沿边的距离为50mm-70mm。
8.如权利要求6或7所述的坩埚系统，其特征在于，所述定位凸起(12)呈封闭状分布在所述罩壁(11)上。
9.如权利要求6或7所述的坩埚系统，其特征在于，所述定位凸起(12)呈间歇状分布在所述罩壁(11)上。
10.如权利要求6或7所述的坩埚系统，其特征在于，所述罩壁(11)为矩形结构。
专利摘要本实用新型公开了一种坩埚罩包括周向封闭的罩壁和设置在所述罩壁的中部的定位凸起。当使用生产多晶硅时，将上述坩埚罩设置在石英坩埚上，从而增加了坩埚的高度，因此可以增加了坩埚的投料量。另外，上述坩埚罩和坩埚为分离式设计，坩埚罩的材质选用氮化硅，而氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，本身具有润滑性，并且耐磨损，抗腐蚀能力强，高温时抗氧化。而且它还能抵抗冷热冲击，在空气中加热到1000℃以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂。氮化硅陶瓷还具有抗金属熔融性，并且在保护气氛中能耐1800℃高温，可实现重复利用。本实用新型实施例还公开了一种具有坩埚罩的坩埚系统。
文档编号C30B11/00GK202164375SQ20112026303
公开日2012年3月14日 申请日期2011年7月22日 优先权日2011年7月22日
发明者庞昭, 曾国伟, 王伟亮, 黄水霞 申请人:浙江思博恩新材料科技有限公司