一种单晶炉用分体式坩埚的制作方法

本实用新型属于单晶炉设备技术领域，尤其是涉及一种单晶炉用分体式坩埚。

背景技术：

坩埚是直拉单晶炉最重要的热场件之一，坩埚的主要作用是保护石英坩埚在高温下不发生较大形变，使软化的石英坩埚在拉晶过程中维持稳定状态，保证单晶正常生长，保证单晶成晶率。

当前单晶炉所用的坩埚材质主要为碳碳复合材料，其结构为一体式结构，在碳碳坩埚内部设有用于盛放硅料的石英坩埚。当石英坩埚冷却后，由于热胀冷缩的缘故，石英坩埚与碳碳坩埚的埚体紧密接触，在拆清工序时取出石英坩埚非常困难，需使用特制工具对石英坩埚进行破碎处理，而在破碎过程中易损坏碳碳坩埚的埚体，对炭炭坩埚埚壁冲击力大，持续锤击会对碳碳坩埚造成机械损伤，降低碳碳坩埚的使用寿命，进而会增加热场的使用成本。

技术实现要素：

本实用新型要解决的问题是提供一种单晶炉用分体式坩埚，解决了现有技术中不易取出埚底料，且拆清石英坩埚困难的技术问题，最大限度地降低了碳碳坩埚埚壁的损伤程度，延长碳碳坩埚的使用寿命，降低了拆清时间，降低生产成本。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种单晶炉用分体式坩埚，包括埚体和埚托，所述埚体与所述埚托同轴设置，所述埚托置于所述埚体下端部，且所述埚托与所述埚体可拆卸连接。

进一步的，所述埚体为圆筒柱结构，所述埚体上端口内径大于所述下端口最小内径。

进一步的，所述埚体下端口最小内径是所述上端口内径的80-85％。

进一步的，所述埚体下端面为平整平面。

进一步的，所述埚体下端内侧面为圆锥台面，所述圆锥台面的小径面靠近所述埚体上端面设置，所述圆锥台面大径面远离所述埚体上端面设置。

进一步的，所述圆锥台面横截面夹角为90°。

进一步的，在所述埚托上端沿外侧设有凸台面，所述凸台面与所述埚体下端面相适配。

进一步的，所述埚托上端面中心为凹型圆弧面，所述圆弧面与所述埚体下端内侧面圆弧连接，且所述埚托中心高度小于所述埚托最外缘高度。

进一步的，所述埚托下端面设有一体设置的底座，所述底座中部设有开口朝外设置的凹槽。

进一步的，所述底座外圆直径小于所述埚托上端口最小内径。

与现有技术相比，本实用新型设计的分体式坩埚，使得埚体下部开设一圆型开口，增大埚体的应力释放面积，从而使石英坩埚内的底料与碳碳坩埚更易于分离，最大限度地降低拆卸难度；同时分体式设计的结构更易于拆卸清理冷却后的废旧石英坩埚，每拆卸一个石英坩埚，工时提高率近85％左右；降低了在拆卸石英坩埚时对碳碳坩埚内壁的锤击，降低了碳碳坩埚内壁的击打损伤程度，进而可延长碳碳坩埚的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的一种单晶炉用分体式坩埚的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例的埚体的结构示意图；

图3是本实用新型一实施例的a的放大示意图；

图4是本实用新型一实施例的埚托的结构示意图。

图中：

10、埚体11、平面12、圆锥台面

20、埚托21、凸台面22、圆柱面

23、圆弧面24、底座

具体实施方式

本实用新型提出一种单晶炉用分体式坩埚，如图1所示，包括埚体10和埚托20，埚体10与埚托20为同轴设置，埚托20设置在埚体10的下端部，且埚托10与埚体20为可拆卸连接。

具体地，如图2-3所示，埚体10为圆筒柱结构，即埚体10上端部外壁为筒柱式且壁厚均匀，下端部外壁为向内弯曲的底面，且埚体10下端部的设置与石英坩埚下端部的结构相适配。其中，埚体10的上端口内径d1大于下端口最小内径d2。若埚体10的下端口最小内径d2大于上端口内径d1的85％，则埚体10下端口开孔过大，会导致置于坩埚内部的石英坩埚底部与埚体10底部接触面积较小，导致石英坩埚放置不稳，会影响单晶生长过程。若埚体10的下端口最小内径d2小于上端口内径d1的80％，埚体10的下端部开口过小，应力释放面积较小，拆清工序时取出石英坩埚较困难，需使用特制工具对石英坩埚进行破碎处理，破碎过程中容易损坏碳碳坩埚的埚体10，导致拆清工时延长，亦会降低碳碳坩埚的使用寿命。进而，埚体10的下端口最小内径d2是上端口内径d1的80-85％，优选地，埚体10的下端口最小内径d2是上端口内径d1的80％，此时，埚体10与埚托20的配合面积大小适中，且埚托20上端面作为坩埚衬底与埚体10下端面适配，不仅可保证石英坩埚与碳碳坩埚底部配合良好，而且使埚体10底部的应力释放面积增加，当埚托20与埚体10分开后，埚体10上下端部均增加散热面积，内部应力释放很快，空气进入石英坩埚与埚体10之间的缝隙，使得拆卸清理时很容易将石英坩埚与坩埚分离，提高拆卸工时。

进一步的，埚体10的下端面为平整平面11。埚体10的下端内侧面为圆锥台面12，圆锥台面12的小径面靠近埚体10的上端面设置，圆锥台面12的大径面远离埚体10的上端面设置；圆锥台面12的横截面的夹角为90°。圆锥台面12倾斜向中心轴线结构的设置使得埚托20易于与埚体10脱离分开，同时在连接固定时，亦安装稳固。

如图4所示，埚托20的上端沿外侧部设有凸台面21，凸台面21与埚体10的下端面相适配。其中，凸台面21包括水平的圆面和倾斜的圆面，分别与埚体10的平面11和圆锥台面12相适配。且在凸台面21的外侧朝下的壁面为竖直圆柱面22，可以坩埚的外侧热场内侧结构相适配，而且还可提高埚托20的外壁强度。

在埚托20的上端面中心为凹型圆弧面23，圆弧面23与埚体10的下端内侧面圆弧连接，目的是保证坩埚内壁连接处光滑且连续性好，不影响石英坩埚的放置。

埚托20的下端面设有一体设置的底座24，底座24为从埚托20的下端面朝外延伸设置的圆柱，底座24的外圆直径d3小于埚托20的上端面的最小内径d2，在底座24的中部设有开口朝外设置的凹槽，使得底座24为圆筒柱结构，目的是与热场设备中位于坩埚下方的旋转大轴相适配，此结构为本领域常用知识。埚托20的中心高度h2小于埚托20的最外缘高度h1，且底座24的高度h3小于中心高度h2。

使用时，先将埚体10的下端面放置在埚托20的上端面上，固定放置，并使埚托20中的底座24置于热场中的旋转大轴上端固定，进而使坩埚整体置于单晶炉体的热场中。坩埚固定后，再将石英坩埚放置在坩埚内。

在本实施例中，埚托20即是与坩埚的衬底一体设置，不仅作为坩埚整体的埚托又作为坩埚底部的衬底与埚体10可拆卸连接。分体式设计的坩埚，使得埚体10的下部开设一圆型开口，增大埚体10的应力释放面积，从而使石英坩埚内的底料与碳碳坩埚更易于分离，最大限度地降低拆卸难。同时分体式设计的结构更易于拆卸清理冷却后的废旧石英坩埚，每拆卸一个石英坩埚，工时提高率近85％左右。降低了在拆卸石英坩埚时对碳碳坩埚内壁的锤击，降低了碳碳坩埚内壁的击打损伤程度，进而可延长碳碳坩埚的使用寿命。

以上对本申请实施例所提供的一种单晶炉用分体式坩埚，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，不同厂商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包含”、“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含/包括，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。