一种用于单晶硅生长炉的氩气分流装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及单晶炉氩气系统，旨在提供一种用于单晶硅生长炉的氩气分流装置。该种用于单晶硅生长炉的氩气分流装置包括氩气净化圈和顶面法兰，氩气净化圈之间用螺钉和圆柱销依次连接，顶面法兰安装在单晶炉的腔体顶部，上端的氩气净化圈的一端与顶面法兰连接；顶面法兰的上端开有通气孔，用于作为氩气的进入通道，每个氩气净化圈上都开有通气槽和通气孔，分别作为氩气净化圈上氩气的进口和出口。通过本发明的使用，能使进入炉体的氩气气流更加稳定均匀，保证炉体内气压及温度的稳定性，从而提高硅单晶棒的成晶率和成晶品质。
【专利说明】-种用于单晶硅生长炉的氩气分流装置
【技术领域】
[0001] 本发明是关于单晶炉氩气系统，特别涉及一种用于单晶硅生长炉的氩气分流装 置。
【背景技术】
[0002] 单晶炉在拉晶过程中需要持续地向炉体内通入氩气等惰性气体，保证单晶生长的 惰性气体环境及稳定的压力，同时氩气气流可以及时地带走硅单晶拉制过程中产生的硅氧 化物和杂质挥发物，保证硅单晶棒的成晶率和成晶品质。如果炉体内氩气气流不均匀、稳 定，不仅影响硅氧化物和杂质挥发物及时排出，也会影响单晶炉上轴系统的稳定性，直接影 响硅单晶棒的成晶率和成晶品质。为解决这方面的问题，有必要提供一种氩气分流装置，使 进入炉体的氩气气流稳定均匀，有利于硅氧化物和杂质挥发物及时排出，保证单晶炉上轴 系统的稳定性，从而提1?娃单晶棒的成晶率和成晶品质。
【发明内容】
[0003] 本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种能使进入炉体内的氩气 气流稳定均匀、提高硅单晶棒的成晶率和成晶品质的氩气分流装置。为解决上述技术问题， 本发明的解决方案是：
[0004] 提供一种用于单晶硅生长炉的氩气分流装置，包括氩气净化圈和顶面法兰，氩气 净化圈至少设有两个，且氩气净化圈之间用螺钉和圆柱销依次连接；顶面法兰安装在单晶 炉的腔体顶部，上端的氩气净化圈的一端与顶面法兰连接；
[0005] 顶面法兰和氩气净化圈的中心都设有一个通孔，用于作为单晶炉上轴系统的升降 及旋转通道；顶面法兰的上端开有通气孔，用于作为氩气的进入通道；每个氩气净化圈上 都开有通气槽和通气孔，通气孔均布在通气槽上，通气槽和通气孔分别作为氩气净化圈上 氩气的进口和出口。
[0006] 作为进一步的改进，所述通气槽为圆环状凹槽，通气孔均匀均分布在通气槽上，且 相邻氩气净化圈的通气孔交错分布。
[0007] 作为进一步的改进，氩气净化圈设有四个，从上至下依次分别为氩气净化圈A、氩 气净化圈B、氩气净化圈C、氩气净化圈D，且顶面法兰、氩气净化圈A、氩气净化圈B、氩气净 化圈C、氩气净化圈D上的通流面积（每一个氩气净化圈上通气孔的总面积）依次变大。
[0008] 作为进一步的改进，所述氩气净化圈D的下端为锥状结构，锥面上开有通气孔。
[0009] 作为进一步的改进，设定顶面法兰的通气孔、氩气净化圈A的通气孔直径、氩气净 化圈B的通气孔直径、氩气净化圈C的通气孔直径、氩气净化圈D的通气孔直径分别为％、 01、02、03、04，满足4^〇11+1大于〇 11，其中11是0、1、2、3、4。
[0010] 作为进一步的改进，所述氩气净化圈A、氩气净化圈B、氩气净化圈C、氩气净化圈D 上的通气孔数量分别为2个、4个、8个、16个。
[0011] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0012] 通过本发明的使用，能使进入炉体的氩气气流更加稳定均匀，保证炉体内气压及 温度的稳定性，从而提商娃单晶棒的成晶率和成晶品质。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1为本发明的结构示意图。
[0014] 图2为本发明中氩气净化圈A的通气孔分布示意图。
[0015] 图3为本发明中氩气净化圈B的通气孔分布示意图。
[0016] 图4为本发明中氦气净化圈C的通气孔分布不意图。
[0017] 图5为本发明中氦气净化圈D的通气孔分布不意图。
[0018] 图中的附图标记为：1顶面法兰；2氩气净化圈A ;3氩气净化圈B ;4氩气净化圈C ; 5氩气净化圈D ;6炉体。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述：
[0020] 如图1所示，一种用于单晶硅生长炉的氩气分流装置包括氩气净化圈和顶面法兰 1。氩气净化圈设有四个，分别为结构类似的氩气净化圈A2、氩气净化圈B3、氩气净化圈C4、 氩气净化圈D5,四个氩气净化圈之间用螺钉和圆柱销依次连接，且从上至下依次为氩气净 化圈A2、氩气净化圈B3、氩气净化圈C4、氩气净化圈D5。顶面法兰1安装在单晶炉的腔体 顶部，氩气净化圈A2的另一端与顶面法兰1连接。
[0021] 顶面法兰1和四个氩气净化圈中心都设有一个通孔，用于作为单晶炉上轴系统的 升降及旋转通道。顶面法兰1的上端开有通气孔，用于作为氩气的进入通道。如图2、图3、 图4、图5所示，四个氩气净化圈上都开有通气槽和通气孔，通气槽和通气孔分别作为氩气 净化圈上氩气的进口和出口，且氩气净化圈A2、氩气净化圈B3、氩气净化圈C4、氩气净化圈 D5上的通气孔数量分别为2个、4个、8个、16个，相邻氩气净化圈的通气孔交错分布。氩气 净化圈D5的下端为锥状结构，通气孔开在锥面上，有利于氩气均匀向四周扩散。
[0022] 根据设计需要，要求顶面法兰1、氩气净化圈A2、氩气净化圈B3、氩气净化圈C4、氩 气净化圈D5上的通流面积依次变大。设顶面法兰1通流面积为S tl，氩气净化圈A2的通流 面积为S1，则S1大于Stl。设定顶面法兰1的通气孔、氩气净化圈A2的通气孔直径、氩气净化 圈B3的通气孔直径、氩气净化圈C4的通气孔直径、氩气净化圈D5的通气孔直径分别为D。、 01、02為、04，由面积公式3=311?2，可知5。=31(0。/2) 2,51 = 2 31(01/2)2，则满足、/^1)1>;〇(), 同理可得、/^DfD1,即满足、/^Dn+1大于Dn，其中η是0、1、2、3、4。
[0023] 当氩气从外部进入时，先由顶面法兰1的通气孔进入，然后通过氩气净化圈Α2的 通气槽和通气孔，依次类推，按先后顺序经过氩气净化圈Β3、氩气净化圈C4,最后从氩气净 化圈D5锥面的16个小孔处均匀稳定地进入炉体6内。
[0024] 最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于 以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导 出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种用于单晶硅生长炉的氩气分流装置，其特征在于，包括氩气净化圈和顶面法兰， 氩气净化圈至少设有两个，且氩气净化圈之间用螺钉和圆柱销依次连接；顶面法兰安装在 单晶炉的腔体顶部，上端的氩气净化圈的一端与顶面法兰连接； 顶面法兰和氩气净化圈的中心都设有一个通孔，用于作为单晶炉上轴系统的升降及旋 转通道；顶面法兰的上端开有通气孔，用于作为氩气的进入通道；每个氩气净化圈上都开 有通气槽和通气孔，通气孔均布在通气槽上，通气槽和通气孔分别作为氩气净化圈上氩气 的进口和出口。
2. 根据权利要求1所述的一种用于单晶硅生长炉的氩气分流装置，其特征在于，所述 通气槽为圆环状凹槽，通气孔均匀均分布在通气槽上，且相邻氩气净化圈的通气孔交错分 布。
3. 根据权利要求1所述的一种用于单晶硅生长炉的氩气分流装置，其特征在于，氩气 净化圈设有四个，从上至下依次分别为氩气净化圈A、氩气净化圈B、氩气净化圈C、氩气净 化圈D，且顶面法兰、氩气净化圈A、氩气净化圈B、氩气净化圈C、氩气净化圈D上的通流面 积依次变大。
4. 根据权利要求3所述的一种用于单晶硅生长炉的氩气分流装置，其特征在于，所述 氩气净化圈D的下端为锥状结构，锥面上开有通气孔。
5. 根据权利要求3所述的一种用于单晶硅生长炉的氩气分流装置，其特征在于，设定 顶面法兰的通气孔、氩气净化圈A的通气孔直径、氩气净化圈B的通气孔直径、氩气净化圈 C的通气孔直径、氩气净化圈D的通气孔直径分别为％、D2、D3、D4，满足万 Dn+1大于Dn, 其中 η 是 0、1、2、3、4。
6. 根据权利要求3所述的一种用于单晶硅生长炉的氩气分流装置，其特征在于，所述 氩气净化圈Α、氩气净化圈Β、氩气净化圈C、氩气净化圈D上的通气孔数量分别为2个、4个、 8个、16个。
【文档编号】C30B15/00GK104213185SQ201410412556
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月20日 优先权日:2014年8月20日
【发明者】曹建伟, 朱亮, 王巍, 俞安州, 孙明 申请人:浙江晶盛机电股份有限公司