一种改进的单晶炉结构及其应用的制作方法

本发明涉及一种单晶炉结构，尤其是一种改进的单晶炉结构及其应用。

背景技术：

单晶炉的工作原理是将多晶硅原料投入坩埚中，装在炉腔内，真空泵将主炉室内抽成真空然后持续通入保护气体氩气，通过控制真空泵前端调节阀的开度将炉内压力维持在1300～2600pa，将多晶硅原料加热熔化后，从上传动底部有钢丝绳将单晶的晶种(籽晶)下放至液面，保证籽晶与液面接触，缓慢降温，籽晶同时在做提拉和旋转运动，多晶硅熔体围绕籽晶不断长大，最终长成圆柱形状的单晶硅棒，晶棒通常需要在炉腔内冷却约6小时才能才能取出，取出晶棒后再进行下一炉投料生产，冷却晶棒的工艺时间白白浪费掉了。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的主要目的就在于提供一种改进的单晶炉结构及其应用。

为了解决上述问题，本发明提供了一种改进的单晶炉结构，包括

一底座，该底座上设置有主炉室，所述主炉室的下方设置有下传动机构；

炉盖，设置在主炉室的上方，所述炉盖上方设置有第一隔离阀以及所述炉盖处设置有炉盖提升机构；所述炉盖提升机构由液压油缸驱动。

一立柱，该立柱设置在底座上，所述立柱的顶部设置有维修平台，其中间部分通过机架固定有副炉室，所述副炉室的底部设置有第二隔离阀，所述副炉室的上部设置有上传动机构。

进一步地，所述液压油缸驱动其上方设置的炉盖提升机构以及副炉室提升机构，所述副炉室提升机构与所述副炉室固定，由液压油缸驱动炉盖提升机构以及副炉室提升机构动作，实现炉盖与副炉室的提升与旋转。

进一步地，所述底座的一侧设置有操作台架，该操作台架的上方设置有移动投料器，所述移动投料器与炉盖上面的第一隔离阀对接，其在旋开副炉室的情况下实现二次投料。

进一步地，所述移动投料器上设置有加料器。

进一步地，所述主炉室内设置有热场和坩埚，所述坩埚与主炉室的下方设置的下传动机构对接，所述下传动机构为坩埚的升降及旋转装置。

进一步地，所述副炉室用于晶棒的生长，所述上传动机构用于实现晶棒的提拉和旋转。

进一步地，所述底座的一侧设置有爬梯，所述爬梯用于与维修平台对接。

本发明还提供了一种应用，包含用于缩短晶棒生产周期的方法，其包括上述的改进的单晶炉结构。

进一步地，所述用于缩短晶棒生产周期的方法包括如下步骤：当晶棒在主炉室生长完后，由下传动机构将将晶棒升至副炉室，同时关闭炉盖和副炉室下面的第一隔离阀和第二隔离阀，通过切换氩气供气管路，使主炉室内和副炉室内的压力保持不变，运行副炉室提升机构将带着晶棒的副炉室提起来并旋开，让出炉盖及第一隔离阀上端的空间，将移动加料器与炉盖和第一隔离阀对接，打开第一隔离阀，将加料器里的多晶硅料投入坩埚，关闭第一隔离阀，移开移动加料器，然后对新投入的硅料进行加热熔化，实现了在冷却、取出晶棒的工艺时间内，实现二次投料并熔化，当取出晶棒后，即可将副炉室重新旋回与炉盖对接，将副炉室抽空至与主炉室压力一致时即可同时打开第一隔离阀和第二隔离阀，从而进行二次投料的晶体生长后续工艺操作。

本发明对传统单晶炉进行结构改进，在副炉室与炉盖之间采用两个隔离阀，配合移动加料器的应用，可以在冷却晶棒的同时实现二次加料和熔化，有效利用冷却晶棒的时间，从而提高生产效率，缩短工艺时间。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1、图2为本发明的结构示意图；

其中，各个部件的标记及名称如下：

1.下传动机构；2.底座；3.主炉室；4.炉盖；51.第一隔离阀；52.第二隔离阀；6.副炉室；7.晶棒；8.上传动机构；9.液压油缸；10.炉盖提升机构；11.爬梯；12.副炉室提升机构；13.维修平台；14.操作台架；15.移动投料器。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

参照图1至图2，本发明公开了一种改进的单晶炉结构，包括

一底座2，该底座2起到设备炉体的支撑作用，其上设置有主炉室3，所述主炉室3的下方设置有下传动机构1；

炉盖4，设置在主炉室3的上方，所述主炉室3设置有热场和坩埚，所述坩埚与主炉室3的下方设置的下传动机构1对接，所述下传动机构1为坩埚的升降及旋转装置；所述炉盖4上方设置有第一隔离阀51以及所述炉盖4处设置有炉盖提升机构10；所述炉盖提升机构10由液压油缸9驱动，当需要打开炉盖4时，开启液压油缸9，由液压油缸9驱动炉盖提升机构10的提升以及旋转；

一立柱，该立柱设置在底座2上，所述立柱的顶部设置有维修平台13，其中间部分通过机架固定有副炉室6，所述副炉室6的底部设置有第二隔离阀52，所述副炉室6的上部设置有上传动机构8。所述副炉室6用于晶棒的生长，所述上传动机构8用于实现晶棒的提拉和旋转。在本发明设计的功能下，所述副炉室6可以通过液压油缸9和提升机构实现上下运动，从而脱离炉盖4的支撑。

所述液压油缸9驱动其上方设置的炉盖提升机构10以及副炉室提升机构12，所述副炉室提升机构12与所述副炉室6固定，由液压油缸9驱动炉盖提升机构10以及副炉室提升机构12动作，实现炉盖4与副炉室6的提升与旋转。

为了便于二次加料，本发明在所述底座2的一侧设置有操作台架14，该操作台架14的上方设置有移动投料器15，所述移动投料器15与炉盖4上面的第一隔离阀51对接，其在不打开炉盖4时实现二次投料。所述移动投料器15上设置有加料器。同时，为了方便维修和维护，在所述底座2的一侧设置有爬梯11，所述爬梯11用于与维修平台13对接。

本发明还提供了一种应用，包含用于缩短晶棒生产周期的方法，其包括上述的改进的单晶炉结构。

其步骤包括：将多晶硅原料投入主炉室3内设置的坩埚中，将主炉室3内抽成真空然后持续通入保护气体氩气，将炉内压力维持在1300～2600pa，将原料加热熔化后进行晶体生长，当晶棒在主炉室3生长完后，由上传动机构8将将晶棒升至副炉室6，同时关闭炉盖4和副炉室6下面的第一隔离阀51和第二隔离阀52，通过切换氩气供气管路，使主炉室3内和副炉室6内的压力保持不变，运行副炉室提升机构12将带着晶棒的副炉室6提起来并旋开，让出炉盖4及第一隔离阀51上端的空间，将移动加料器与炉盖4和第一隔离阀51对接，打开炉盖4及第一隔离阀51，然后将加料器里的多晶硅料投入坩埚，关闭第一隔离阀，移开移动加料器，然后对新投入的硅料进行加热熔化，实现了在冷却、取出晶棒的工艺时间内，实现二次投料并熔化，当取出晶棒后，即可将副炉室6重新旋回与炉盖4对接，将副炉室6抽空至与主炉室3压力一致时即可同时打开第一隔离阀51和第二隔离阀52，从而进行二次投料的晶体生长工艺操作。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。