一种单晶炉用炭炭坩埚的制作方法

1.本实用新型属于硅单晶制备技术领域，尤其是涉及一种单晶炉用炭炭坩埚。


背景技术：

2.在单晶拉制时，石英受热膨胀，在停炉冷却过程中，埚底料发生冷胀，两种状态都会使石英坩埚和炭炭坩埚紧密贴合而难以分离，且分离过程中埚底料与石英混合无法筛选。


技术实现要素：

3.鉴于上述问题，本实用新型提供一种单晶炉用炭炭坩埚，以解决现有技术存在的以上或者其他前者问题。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种单晶炉用炭炭坩埚，包括埚壁件、埚底件和埚托，埚底件与埚壁件可拆卸连接，以使得埚壁件与埚底件拼接构造出炭炭坩埚结构，埚托分别与埚底件和埚壁件接触配合，对埚底件和埚壁件进行承托。
5.进一步的，埚壁件的一端设有安装孔，埚底件插接于安装孔处，且埚底件的面向埚壁件的内侧面的一侧面与埚壁件的内表面平齐。
6.进一步的，埚壁件包括直壁部和r角部，直壁部与r角部连接，r角部设于直壁部的一端，r角部的另一端与埚底件接触配合。
7.进一步的，埚托面向埚底件的一侧面设有凹槽，埚底件与埚托插接配合。
8.进一步的，埚托在平面的投影面积大于埚底件在平面的投影面积，以使得埚托对埚底件与埚壁件的拼接处进行遮挡。
9.进一步的，埚托于背离埚底件的一侧面设有第一凹槽，第一凹槽与单晶炉内的坩埚托盘插接配合。
10.进一步的，埚托在平面的投影面积不小于埚壁件在平面的投影面积的2/3。
11.进一步的，埚底件与埚壁件同轴设置。
12.进一步的，埚托与埚底件同轴设置。
13.由于采用上述技术方案，炭炭坩埚为分体结构，具有埚底件和埚壁件，埚底件和埚壁件可拆卸连接，埚底件与埚壁件拼接构成炭炭坩埚的结构，在高温环境拉晶时可保证石英坩埚不变形，在低温冷却过程中可保证埚底料不损坏炭炭坩埚，使得硅溶液冷却产生的应力向炭炭埚底充分释放，埚底料分裂成小块，石英坩埚底部也出现开裂，便于操作人员分离埚底料、石英坩埚和炭炭坩埚；具有埚托，对炭炭坩埚和石英坩埚进行支撑，不发生倾斜，埚底料不会掉落，同时，埚托对埚壁件与埚底件的拼接处进行遮挡，避免高温下硅蒸汽对埚底件和埚壁件的装配位置的侵蚀。
附图说明
14.图1是本实用新型的一实施例的结构示意图；
15.图2是本实用新型的一实施例的埚托的结构示意图。
16.图中：
17.1、埚壁件
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2、埚底件
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3、埚托
18.4、石英坩埚
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5、凹槽
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6、第一凹槽
具体实施方式
19.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
20.图1示出了本实用新型一实施例的结构示意图，本实施例涉及一种单晶炉用炭炭坩埚，用于在直拉单晶时盛装石英坩埚，对石英坩埚进行支撑，该炭炭坩埚为分体结构，具有埚壁件和埚底件，埚壁件与埚底件拼接构成炭炭坩埚的结构，在高温环境拉晶时可保证石英坩埚不变形，在低温冷却过程中可保证埚底料不损坏炭炭坩埚，可使埚底料冷却产生的应力向炭炭坩埚的埚底充分释放，埚底料分裂成小块，石英坩埚底部也出现开裂，便于操作人员分离埚底料、石英坩埚和炭炭坩埚。
21.一种单晶炉用炭炭坩埚，如图1和2所示，该炭炭坩埚为分体结构，包括埚壁件1、埚底件2和埚托3，埚底件2与埚壁件1可拆卸连接，以使得埚壁件1与埚底件2拼接构造出炭炭坩埚结构，该炭炭坩埚用于对石英坩埚4的盛放、支撑，所以，该炭炭坩埚的形状为碗状结构，以便于石英坩埚4放置于炭炭坩埚内；埚底件2位于埚壁件1的与开口端相对应的另一端，埚壁件1的开口端的设置，便于石英坩埚4放置于炭炭坩埚内，所以，埚底件2设于埚壁件1的底部，用于对石英坩埚4的底部进行支撑，由于在直拉单晶过程中，当单晶炉停炉后，炉内温度逐渐降低，石英坩埚4内的埚底料在冷却过程中体积逐渐增加，向下膨胀，具有一定的应力，对石英坩埚4和炭炭坩埚产生压力，由于埚底件2与埚壁件1为分体结构，能够使得埚底料在冷却过程中产生的应力向炭炭坩埚的埚底充分释放，埚底料分裂成小块，石英坩埚4底部也出现开裂，便于操作人员分离埚底料、石英坩埚4和炭炭坩埚；埚托3分别与埚底件2和埚壁件1接触配合，对埚底件2和埚壁件1进行承托，进行支撑。
22.具体地，埚壁件1的一端设有安装孔，埚底件2插接于安装孔处，且埚底件2的面向埚壁件1的内侧面的一侧面与埚壁件1的内表面平齐，该埚壁件1为环形结构，两端开口，埚壁件1通过两端与外界连通，埚壁件1内部具有容纳空间，用于盛放石英坩埚4，埚壁件1的两端的开口的直径不相同，具有大径端和小径端，该大径端的开口为圆形，以使得石英坩埚4能够从该端开口进入埚壁件1内，埚壁件1的小径端的开口为通孔，该通孔为安装孔，埚底件2插接于该安装孔处，对该安装孔进行封堵，以使得埚底件2与埚壁件1进行拼接，构成碗形的炭炭坩埚的结构。埚底件2安装在安装孔处时，埚底件2的面向埚壁件1的一侧面与埚壁件1的内侧面平齐，以使得埚壁件1与埚底件2的接触处平滑过渡，埚底件2与埚壁件1构成的炭炭坩埚的内表面平滑、平整，当石英坩埚4放置于炭炭坩埚内时，不会对石英坩埚4造成磨损。设定：埚底件2面向埚壁件1的一侧面为内表面，埚底件2远离埚壁件1的一侧面为外表面，埚底件2的内表面的形状与埚壁件1的安装孔处向埚底件2安装的位置方向延伸构成的形状相一致，使得埚壁件1与埚底件2构成碗形的炭炭坩埚，则，埚底件2的内表面为弧形结构，与石英坩埚4的底部形状相一致，埚底件2的厚度不小于埚壁件1的厚度，埚底件2的厚度可以与埚壁件1的厚度相一致，或者，埚底件2的厚度大于埚壁件1的厚度，根据实际需求进行选择设置。埚底件2与埚壁件1的分体结构设置，使得埚壁件1与埚底件2均能进行更换，当
一个炭炭坩埚的埚底件2或埚壁件1损坏后，可以与另一个坩埚的埚壁件1或埚底件2组合，构成一个新的炭炭坩埚，延长炭炭坩埚的使用寿命，降低生产成本。
23.上述的埚壁件1包括直壁部和r角部，直壁部与r角部连接，r角部设于直壁部的一端，r角部的另一端与埚底件2接触配合，直壁部为圆柱形环形结构，r角部为环形结构，且r角部的截面形状为弧形，r角部的一端的直径与直壁部的直径相一致，使得r角部与直壁部连接时平滑过渡，r角部的另一端直径小于直壁部的直径，r角部的小径端的尺寸、形状与埚底件2的尺寸、形状相一致，以使得埚底件2能够安装于该埚壁件1的小径端处，拼接成炭炭坩埚的结构。该直壁部与r角部的连接方式为一体成型。
24.在本实施例中，优选的，埚底件2与埚壁件1同轴设置，使得埚底件2位于埚壁件1的小径端的中心，埚底件2为对称结构，埚壁件1为对称结构，埚底件2位于炭炭坩埚的最低端的位置，以使得在直拉单晶过程中的埚底料在冷却过程中进行应力的释放，对埚底件2施加压力，由于埚底件2与埚壁件1为分体结构，使得石英坩埚4在停炉冷却时从埚底件2处释放应力，更快捷的分离石英坩埚4和炭炭坩埚。
25.埚托3与埚底件2同轴设置，埚托3的设置，对埚底件2和埚壁件1进行支撑，同时对石英坩埚4进行支撑，使得炭炭坩埚安装在坩埚旋转轴上时不发生倾斜，埚底料不会掉落。
26.埚托3面向埚底件2的一侧面设有凹槽5，埚底件2与埚托3插接配合，为使得埚底件2安装在埚托3上，且埚底件2不会与埚托3产生移动，在埚底件2的外表面设有一凸起，该凸起的形状、尺寸与埚托3的形状、尺寸相一致，凸起插入该凹槽5内，埚底件2与埚托3插接连接，埚底件2能够快速准确的安装在埚托3上。
27.埚托3在平面的投影面积大于埚底件2在平面的投影面积，以使得埚托3对埚底件2与埚壁件1的拼接处进行遮挡，当埚底件2安装在埚托3上时，埚托3延伸出埚底件2的边缘，当埚壁件1与埚底件2安装后，埚托3与埚壁件1接触，对埚底件2与埚壁件1的接触处进行遮挡，避免高温下硅蒸汽对埚壁件1和埚底件2装配位置的侵蚀，延长炭炭坩埚的使用寿命。
28.埚托3在平面的投影面积不小于埚壁件1在平面的投影面积的2/3，埚托3的边缘延伸出埚底件2的边缘，但埚托3的边缘未延伸出埚壁件1的边缘，以使得埚托3分别与埚底件2和埚壁件1接触配合，对埚底件2和埚壁件1进行承托。埚托3的面向埚底件2的一侧面的形状与埚底件2的外表面的形状和埚壁件1的外表面的形状相一致，使得埚托3与埚底件2的外表面和埚壁件1的外表面相贴合，不存在缝隙，避免高温下硅蒸汽对埚底件2和埚壁件1的接触处进行腐蚀。
29.埚托3的材质与埚底件2的材质相一致，埚壁件1的材质与埚底件2的材质相一致。
30.埚托3于背离埚底件2的一侧面设有第一凹槽6，第一凹槽6与单晶炉内的坩埚托3盘插接配合，以使得埚托3能够稳定的放置于坩埚托3盘上，使得埚托3随着坩埚旋转轴的转动而转动，进而使得炭炭坩埚携带石英坩埚4进行转动。该第一凹槽6的形状、尺寸与坩埚托3盘的形状、尺寸相一致，以使得坩埚托3盘能够插接于该第一凹槽6内。
31.该单晶炉用炭炭坩埚在使用时，将埚托3放置于坩埚旋转轴一端的坩埚托3盘上，埚底件2与埚托3的凹槽5插接，将埚底件2安装于埚托3上，将埚壁件1的小径端与埚底件2对齐，进行拼接，将埚底件2与埚壁件1插接连接，构成炭炭坩埚的结构，将石英坩埚4放置于炭炭坩埚内，进行直拉单晶。
32.由于采用上述技术方案，炭炭坩埚为分体结构，具有埚底件和埚壁件，埚底件和埚
壁件可拆卸连接，埚底件与埚壁件拼接构成炭炭坩埚的结构，在高温环境拉晶时可保证石英坩埚不变形，在低温冷却过程中可保证埚底料不损坏炭炭坩埚，使得硅溶液冷却产生的应力向炭炭埚底充分释放，埚底料分裂成小块，石英坩埚底部也出现开裂，便于操作人员分离埚底料、石英坩埚和炭炭坩埚；具有埚托，对炭炭坩埚和石英坩埚进行支撑，不发生倾斜，埚底料不会掉落，同时，埚托对埚壁件与埚底件的拼接处进行遮挡，避免高温下硅蒸汽对埚底件和埚壁件的装配位置的侵蚀。
33.以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。