一种改善区熔硅单晶硅生长的热场的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于区熔硅单晶领域，尤其是涉及一种改善区熔硅单晶硅生长的热场。
【背景技术】
[0002]单晶硅生长主要有直拉法和区熔法。而区熔硅单晶生长过程中，需使用圆柱形多晶料，对多晶棒料的圆度要求较高。如果棒料有些椭圆度或者表面不够光滑、以及拉晶过程中线圈与上料的偏移都会造成多晶料出现硅刺，不易融化，造成放电，影响合格率、稼动率造成不必要的损失。随着电力电子器件的发展及市场竞争越来越激烈。合理的控制单晶生产效率，可提高单晶合格率，降低成本，提升产品竞争力。
[0003]常规线圈的缺点是:磁场线仅在线圈缝处密集，随着多晶料直径增加，仅靠主缝融化硅刺效果不是太好，而且对多晶料表面光滑度及多晶料圆度要求很高。
【实用新型内容】
[0004]有鉴于此，本实用新型旨在提出一种可提高线圈融化硅刺能力、改善区熔硅单晶硅生长的热场，以解决现有技术中存在的问题。
[0005]为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0006]一种改善区熔硅单晶硅生长的热场，包括线圈主体和冷却水管，所述冷却水管焊接嵌入所述线圈主体内，所述线圈主体为平板线圈，所述线圈主体的上表面向线圈内部凹陷成关于中心对称的阶梯结构，所述阶梯结构的最外层台阶的外延周向设有一凹槽。
[0007]进一步的，所述凹槽为宽度l-3mm，深度l_5mm，中心线直径为100_150mm的环形凹槽。
[0008]进一步的，所述线圈主体的上表面向线圈内部凹陷成1?3层阶梯结构。
[0009]更进一步的，所述线圈主体的上表面向线圈内部凹陷成一层阶梯结构，其中线圈主体的上表面设有向线圈内部凹陷的第一台阶，所述第一台阶底部一端与所述线圈主体内圆上边沿连接成斜面，与水平面呈第一倾斜角，所述线圈主体内圆下边沿和线圈下表面连接成的斜面与水平面呈第二倾斜角度。
[0010]更进一步的，在所述线圈主体的上表面向线圈内部凹陷成三层阶梯结构，从第一级台阶至第三级台阶的所在圆的直径逐级减小，第三级台阶的底部一端和所述线圈主体内圆上边沿连接成斜面，与水平面呈第一倾斜角，所述线圈主体内圆下边沿和线圈下表面连接成的斜面与水平面呈第二倾斜角度。
[0011]更进一步的，所述线圈主体和冷却水管均为全铜材质。
[0012]相对于现有技术，本实用新型所述的改善区熔硅单晶硅生长的热场具有以下优势:
[0013]根据电流的趋肤效应，以及磁场的尖角效应，本实用新型的凹槽设计使得凹槽处的磁感线密度增加，磁场变强，从而达到有效熔化硅刺的目的，提高硅单晶生长稳定性。
【附图说明】
[0014]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0015]图1为本实用新型实施例所述的热场的俯视图；
[0016]图2为本实用新型图1的剖视图。
【具体实施方式】
[0017]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0018]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0019]一种改善区熔硅单晶硅生长的热场，包括线圈主体3和冷却水管2，所所述冷却水管2焊接嵌入所述线圈主体1内，所述线圈主体1为平板线圈，所述线圈主体1的上表面向线圈内部凹陷成关于中心对称的阶梯结构，所述阶梯结构的最外层台阶的外延周向设有一凹槽3。
[0020]其中，所述凹槽为宽度l-3mm，深度l_5mm，中心线直径为100_150mm的环形凹槽；所述线圈主体3的上表面向线圈内部凹陷成1?3层阶梯结构。
[0021]如图1和2所示，所述线圈主体3的上表面向线圈内部凹陷成一层阶梯结构，其中线圈主体的上表面设有向线圈内部凹陷的第一台阶，所述第一台阶底部一端与所述线圈主体内圆上边沿连接成斜面，与水平面呈第一倾斜角，所述线圈主体内圆下边沿和线圈下表面连接成的斜面与水平面呈第二倾斜角度。
[0022]除此以外，在所述线圈主体的上表面还可以向线圈内部凹陷成二层或三层阶梯结构，从第一级台阶至第二或第三级台阶的所在圆的直径逐级减小，第二或第三级台阶的底部一端和所述线圈主体内圆上边沿连接成斜面，与水平面呈第一倾斜角，所述线圈主体内圆下边沿和线圈下表面连接成的斜面与水平面呈第二倾斜角度。
[0023]优选的，上述所述线圈主体3和冷却水管2均为全铜材质。
[0024]实施例1:
[0025]拉制4英寸单晶，多晶料直径114-119，直径相差5mm，料表面有麻点。
[0026]采用如图1和2所述的热场，单晶扩肩至50，多晶料开始出刺；继续正常扩肩，上料转90度(上转0.4r/min)，硅刺融化，直至单晶直径70，上料不再出现硅刺。
[0027]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种改善区熔硅单晶硅生长的热场，包括线圈主体和冷却水管，所所述冷却水管焊接嵌入所述线圈主体内，其特征在于:所述线圈主体为平板线圈，所述线圈主体的上表面向线圈内部凹陷成关于中心对称的阶梯结构，所述阶梯结构的最外层台阶的外延周向设有一凹槽。2.根据权利要求1所述的改善区熔硅单晶硅生长的热场，其特征在于:所述凹槽为宽度l_3mm，深度l_5mm，中心线直径为100-150mm的环形凹槽。3.根据权利要求1或2所述的改善区熔硅单晶硅生长的热场，其特征在于:所述线圈主体的上表面向线圈内部凹陷成1?3层阶梯结构。4.根据权利要求3所述的改善区熔硅单晶硅生长的热场，其特征在于:所述线圈主体的上表面向线圈内部凹陷成一层阶梯结构，其中线圈主体的上表面设有向线圈内部凹陷的第一台阶，所述第一台阶底部一端与所述线圈主体内圆上边沿连接成斜面，与水平面呈第一倾斜角，所述线圈主体内圆下边沿和线圈下表面连接成的斜面与水平面呈第二倾斜角度。5.根据权利要求3所述的改善区熔硅单晶硅生长的热场，其特征在于:在所述线圈主体的上表面向线圈内部凹陷成三层阶梯结构，从第一级台阶至第三级台阶的所在圆的直径逐级减小，第三级台阶的底部一端和所述线圈主体内圆上边沿连接成斜面，与水平面呈第一倾斜角，所述线圈主体内圆下边沿和线圈下表面连接成的斜面与水平面呈第二倾斜角度。6.根据权利要求1所述的改善区熔硅单晶硅生长的热场，其特征在于:所述线圈主体和冷却水管均为全铜材质。
【专利摘要】本实用新型提供了一种改善区熔硅单晶硅生长的热场，包括线圈主体和冷却水管，所述冷却水管焊接嵌入所述线圈主体内，所述线圈主体为平板线圈，所述线圈主体的上表面向线圈内部凹陷成关于中心对称的阶梯结构，所述阶梯结构的最外层台阶的外延周向设有一凹槽。根据电流的趋肤效应，以及磁场的尖角效应，本实用新型的凹槽设计使得凹槽处的磁感线密度增加，磁场变强，从而达到有效熔化硅刺的目的，提高硅单晶生长稳定性。
【IPC分类】C30B13/16, C30B29/06
【公开号】CN205115663
【申请号】CN201520813370
【发明人】石海涛, 刘铮, 涂颂昊, 王遵义, 刘琨, 孙昊, 由佰玲, 张雪囡, 王彦君
【申请人】天津市环欧半导体材料技术有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年10月19日