石墨坩埚和防止石英坩埚变形的装置

文档序号:129018 发布日期:2021-10-22 浏览:33次 >En<

阅读说明:本技术 石墨坩埚和防止石英坩埚变形的装置 (Graphite crucible and device for preventing deformation of quartz crucible ) 是由 郭超超 张鹏举 陈凡 张千千 于 2021-07-19 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种石墨坩埚,包括多个瓣体,相邻两个瓣体之间具有接缝,每个瓣体包括用于与石英坩埚接触的接触面,所述接触面上设置有与所述接缝连通的凹槽,至少部分所述凹槽位于相应的所述瓣体的弯曲部。本发明还涉及一种防止石英坩埚变形的装置。通过石墨坩埚上凹槽的设置,增加气体通道,可以有效的排出因杂质产生的气体,避免因为气体不能及时逸出导致的坩埚变形,有效保证晶棒品质以及降低热场损坏的风险。(The invention relates to a graphite crucible, which comprises a plurality of petal bodies, wherein a joint is arranged between every two adjacent petal bodies, each petal body comprises a contact surface for contacting with a quartz crucible, a groove communicated with the joint is arranged on the contact surface, and at least part of the groove is positioned at the bending part of the corresponding petal body. The invention also relates to a device for preventing the quartz crucible from deforming. Through the setting of graphite crucible upper groove, increase gas passage, can effectually discharge because of the gaseous of impurity production, avoid effectively guaranteeing the crystal bar quality and reducing the risk of thermal field damage because the crucible that gaseous can not in time escape and lead to warp.)

石墨坩埚和防止石英坩埚变形的装置

技术领域

本发明涉及单晶生产设备领域,尤其涉及一种石墨坩埚和防止石英坩埚变形的装置。

背景技术

石英坩埚,石墨坩埚是拉晶炉中极其重要的热场元件,二者对长晶的良率,晶棒的品质起着非常关键的作用。

在CZ法制单晶硅的生产中,石英坩埚会在高温情况下呈现软化现象。此时石墨坩埚一方面能够为石英坩埚起到了一个很好的支撑作用。另一方面石墨坩埚具有优异的高温机械与传热性质,并且能被多次使用。石墨坩埚底部较厚,这是为了绝热的目的,以确保底部的硅溶液温度高于液面温度。晶棒拉制完成后,坩埚底部仍留有少量多晶硅溶液,凝固时,多晶硅会发生体积膨胀,导致坩埚发生破裂。因此,石墨坩埚通常设计成两片或者三片式,借着片与片之间的间隙,可以释放硅凝固时对石墨坩埚造成的应力。

在高温情况下,石英坩埚软化,与石墨坩埚贴合紧密,因杂质产生的气体在石英坩埚与石墨坩埚中产生,由于气体逸出的不及时,往往容易使石英坩埚发生鼓包。在晶棒拉制的过程中,容易使热屏与鼓包处发生摩擦影响热场的稳定性,影响生产安全。同时,也为晶棒的品质带来了一定的影响。而通过对石墨坩埚加以改进,能更好的解决气体逸出的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题,本发明提供一种石墨坩埚和防止石英坩埚变形的装置,

为了达到上述目的,本发明实施例采用的技术方案是:一种石墨坩埚,包括多个瓣体,相邻两个瓣体之间具有接缝,每个瓣体包括用于与石英坩埚接触的接触面,所述接触面上设置有与所述接缝连通的凹槽,至少部分所述凹槽位于相应的所述瓣体的弯曲部。

可选的,所述凹槽包括相交叉且相互连通的第一子凹槽和第二子凹槽,所述第一子凹槽的第一端靠近所述石墨坩埚的顶部设置,所述第一子凹槽的第二端向远离所述石墨坩埚的顶部的方向延伸至所述接缝处,所述第二子凹槽位于相应的所述瓣体的弯曲部,且所述第二子凹槽沿着所述石墨坩埚的周向方向延伸设置。

可选的,所述第一子凹槽的所述第一端位于所述石墨坩埚的竖直部和弯曲部的交接处。

可选的,所述第一子凹槽的所述第一端的轮廓为直角或圆角。

可选的,所述第二子凹槽的横截面为弧形或矩形。

可选的,每个所述瓣体上设置有至少一条所述第一子凹槽。

可选的,每个所述瓣体上设置有至少两条所述第一子凹槽,至少两条所述第二子凹槽的所述第二端在所述接缝处相交。

可选的,多个所述瓣体上的所述第二子凹槽首尾相接形成一个环状结构。

可选的,所述石墨坩埚包括两个所述瓣体,两个所述瓣体上的所述凹槽以两个所述瓣体之间的所述接缝为对称轴对称设置。

本发明实施例还提供一种防止石英坩埚变形的装置,包括上述的石墨坩埚,所述石墨坩埚内设置有石英坩埚。

本发明的有益效果是:通过石墨坩埚上凹槽的设置,增加气体通道,可以有效的排出因杂质产生的气体,避免因为气体不能及时逸出导致的坩埚变形,有效保证晶棒品质以及降低热场损坏的风险。

附图说明

图1表示本发明实施例中石墨坩埚的结构示意图;

图2表示本发明实施例中防止石英坩埚变形的装置的结构示意图;

图3表示图2的A处的放大示意图一;

图4表示图2的A处的放大示意图二;

图5表示图2的B处的放大示意图一;

图6表示图2的B处的放大示意图二。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1至图6所示,本发明实施例提供一种石墨坩埚4,包括多个瓣体,相邻两个瓣体之间具有接缝,每个瓣体包括用于与石英坩埚3接触的接触面,所述接触面上设置有与所述接缝连通的凹槽,至少部分所述凹槽位于相应的所述瓣体的弯曲部。

在长晶过程中,因为气体产生及温度影响,石英坩埚3容易发生变形,影响晶体生长,严重的时候导致热场损坏,破坏晶棒品质。

通过对石墨坩埚4开槽处理,增加气体通道,可以有效的排出因杂质产生的气体,避免因为气体不能及时逸出导致的坩埚变形,有效保证晶棒品质以及降低热场损坏的风险。

一般石英坩埚3由于气体无法排出而鼓包变形的位置常常发生在石英坩埚3的R部(弯曲部),本实施例中,至少部分所述凹槽位于相应的所述瓣体的弯曲部,使得产生的杂质气体能够通过所述凹槽有效逸出,解决石英坩埚3鼓包变形的问题。且能够为晶棒的品质带来积极的影响。

本实施例中示例性的,所述凹槽包括相交叉且相互连通的第一子凹槽1和第二子凹槽2,所述第一子凹槽1的第一端靠近所述石墨坩埚4的顶部设置,所述第一子凹槽1的第二端向远离所述石墨坩埚4的顶部的方向延伸至所述接缝处,所述第二子凹槽2位于相应的所述瓣体的弯曲部,且所述第二子凹槽2沿着所述石墨坩埚4的周向方向延伸设置。

所述第一子凹槽1和所述第二子凹槽2沿不同的方向延伸设置,且所述第一子凹槽1和所述第二子凹槽2相互连通,以有效的排出气体。

本实施例中示例性的,所述第一子凹槽1的所述第一端位于所述石墨坩埚4的竖直部和弯曲部的交接处。

所述石墨坩埚4的竖直部和弯曲部的交接处容易因气体而产生鼓包,因此,所述第一子凹槽1设置于所述石墨坩埚4的竖直部和弯曲部的交接处,将气体排出,有效的防止石英坩埚3的变形。

图3和图4为图2的A处(标号为5之处)的放大示意图,本实施例中示例性的,所述第一子凹槽1的所述第一端的轮廓为直角或圆角。

参考图3,本实施例中优选的,所述第一子凹槽1的所述第一端为圆角,能有效降低石英坩埚3因高温变形导致与石墨坩埚4的硬接触。

图5和图6为图2的B处(标号为6之处)的放大示意图,本实施例中示例性的,所述第二子凹槽2的横截面为弧形或矩形。

参考图5,本实施例中优选的,所述第二子凹槽2的横截面为弧形,能有效降低石英坩埚3因高温变形导致与石墨坩埚4的硬接触。

本实施例中示例性的,所述第一子凹槽1和所述第二子凹槽2的相接处为圆角,即所述第一子凹槽1和所述第二子凹槽2的相接处圆滑过渡,利于气体的流动,减少阻力,参考图1。

本实施例中示例性的,每个所述瓣体上设置有至少一条所述第一子凹槽1。

所述第一子凹槽1的数量可以根据实际需要设定,所述第一子凹槽1的数量越多则气体通道越多,利于气体的排出。

本实施例中示例性的,每个所述瓣体上设置有至少两条所述第一子凹槽1,至少两条所述第二子凹槽2的所述第二端在所述接缝处相交。

所述石墨坩埚4的底部为球状,每条所述第二子凹槽2的延伸方向经过所述石墨坩埚4的底部的中心,减小气体流通路径,利于气体的排出。

本实施例中示例性的,多个所述瓣体上的所述第二子凹槽2首尾相接形成一个环状结构。

构成所述石墨坩埚4的瓣体的结构是相同的,所述第二子凹槽2位于所述石墨坩埚4的竖直部和弯曲部的交接处,即石英坩埚3容易发生鼓包变形的位置,有效的防止石英坩埚3的变形,因此,多个所述瓣体上的所述第二子凹槽2首尾相接形成一个环状结构,有效的排出气体,防止石英坩埚3的变形。

参考图1和图2,本实施例中示例性的,所述石墨坩埚4包括两个所述瓣体,两个所述瓣体上的所述凹槽以两个所述瓣体之间的所述接缝为对称轴对称设置。

本实施例中示例性的,所述第一子凹槽1的宽度和所述第二子凹槽2的宽度相同,所述第一子凹槽1的宽度为1-2mm。

本实施例中示例性的,所述第一子凹槽1的深度和所述第二子凹槽2的深度相同,所述第一子凹槽1的深度为0.4-0.6mm,优选的所述第一子凹槽1的深度为0.5mm。

本发明实施例还提供一种防止石英坩埚3变形的装置,包括上述的石墨坩埚4,所述石墨坩埚4内设置有石英坩埚3。

可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

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