换热装置及单晶炉制造方法及图纸

本申请公开了一种换热装置及单晶炉，属于单晶硅生产技术领域。包括：围合形成筒状腔体的本体；设置于筒状腔体内并与本体的内壁连接的冷却组件，冷却组件设置于本体的下端口；设置于冷却组件内的冷却流道，且冷却流道包括至少一个弯折部，以增大冷却介质在冷却组件内的流经长度。具有弯折部的冷却流道可以延长冷却流道在冷却组件内长度，也就是冷却介质的流经长度。冷却介质在冷却流道中的流经长度越长，冷却组件的冷却效果越好，也就是换热装置对晶体生长液面之上的温度降低的效果越好，本申请的实施例具有增大晶体和熔体之间的温度梯度，提高结晶速率的有益效果。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于单晶硅生产，具体涉及一种换热装置及单晶炉。

技术介绍

1、单晶炉是一种在惰性气体环境中，用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化,用直拉法生长单晶的设备，目前，直拉硅单晶正向着高纯度、高完整性、高均匀性和大直径方向发展。

2、现有技术中，在硅单晶制造过程中，通常通过增加投料量使得产能得到提升，从而达到降低生产成本的目的。为了进一步降低成本，还需要提高硅单晶的生长速度。而结晶速率决定生长速度，晶体和熔体纵向温度梯度是影响结晶速率的重要因素。

3、然而，现有技术中单晶炉的换热装置对单晶棒结晶界面的换热效果较差，晶体和熔体纵向温度梯度较小，影响结晶速率。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的是提供一种换热装置及单晶炉，能够解决现有技术中换热装置及单晶炉对单晶棒结晶界面的换热效果较差的问题。

2、为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

3、第一方面，本申请实施例提供了一种换热装置，设置于单晶炉内晶体生长液面之上，包括：本体，本体围合形成筒状腔体；冷却组件，冷却组件设置于筒状腔体内并与本体的内壁连接，冷却组件设置于本体的下端口；冷却流道，冷却流道设置于冷却组件内，且冷却流道包括至少一个弯折部，以增大冷却介质在冷却组件内的流经长度。

4、换热装置设置在单晶炉内，晶体生长液面之上，用于为晶体生长液面之上创造相对低温的环境。具体的，在实际应用中，为了增大晶体和熔体纵向温度梯度，以促进熔体提高结晶速率，换热装置靠近晶体生长液面的一端设置的冷却组件的冷却能力具有较大的影响力。在本申请实施例中，本体围合形成筒状腔体，筒状腔体可以是规则的筒状，也可以是上大下小的锥斗形，本实施例对此不作任何限定。冷却组件设置于腔体内并和本体的内壁连接，并且，为了进一步提高晶体和熔体纵向温度梯度，用于降低温度的冷区组件设置于本体的下端口，也就是靠近晶体生长液面的一端。进一步的，冷却组件内设置有冷却流道，且冷却流道包括至少一个弯折部。可以理解的，弯折部的设置可以使得冷却流道在冷却组件内弯折排布，相较于不具备弯折部的冷却流道，具有弯折部的冷却流道可以延长冷却流道在冷却组件内长度。此外，在本体内壁设置冷却组件，冷却组件更为靠近晶棒表面更近，能够进行更多的热量交换，可以有效降低晶棒表面的温度，提高晶棒轴向温度梯度。在实际应用中，当冷却介质在冷却流道内流动的过程中，实现了换热装置对晶体生长液面之上温度的降低，及晶棒表面温度的降低，而延长冷却流道也就是增大了冷却介质的流经长度。可以理解的，冷却介质在冷却流道中的流经长度越长，冷却组件的冷却效果越好，也就是换热装置对晶体生长液面之上的温度降低的效果越好，具有增大晶体和熔体之间的温度梯度，提高结晶速率的有益效果。

5、需要说明的是，液冷组件可以是一个整体设置于本体的内壁，也可以是多个分体设置于本体的内壁，本实施例对此不作任何限定。

6、还需要说明的是，冷却介质为流体，具体的，可以是液体，也可以是气体，本实施例对此不作任何限定。

7、第二方面，本申请实施例提供了一种单晶炉，包括如前所述的换热装置。

8、在本申请实施例中，具有如前所述换热装置的单晶炉，由于设置了具有弯折部的冷却流道，可以理解的，也就是设置了具有多个子流道的冷却流道，可以增大冷却板冷却作用的效果，进一步也就是提高了冷却组件的冷却效果，而冷却组件的冷却效果越好，也就是单晶炉内的换热装置对晶体生长液面之上的温度降低的效果越好，具有增大晶体和熔体之间的温度梯度，提高结晶速率的有益效果。

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【技术保护点】

1.一种换热装置，设置于单晶炉内，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述冷却组件(20)包括多个冷却板(21)，多个所述冷却板(21)沿所述本体(10)的内壁环绕设置，相邻两个所述冷却板(21)之间均匀间隔，所述冷却板(21)包括相对设置的第一端和第二端，所述第一端靠近所述本体(10)的下端口，所述第二端远离所述本体(10)的下端口。

3.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，所述冷却板(21)包括第一板体和第二板体，所述第一板体和/或所述第二板体设置有凹槽，所述第一板体和所述第二板体密封连接使得所述凹槽形成供冷却介质流动的所述冷却流道(30)。

4.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，所述冷却板(21)包括冷却管道，所述冷却管道嵌设于所述冷却板(21)内为冷却介质提供所述冷却流道(30)。

5.根据权利要求3或4任一项所述的换热装置，其特征在于，所述冷却流道(30)包括沿第一方向间隔设置且连通的多个子流道(32)，多个所述子流道(32)均沿第二方向延伸，任意两个子流道(32)之间通过所述弯折部(31)连通；

6.根据权利要求3或4任一项所述的换热装置，其特征在于，所述冷却流道(30)包括沿第二方向间隔设置且连通的多个子流道(32)，多个所述子流道(32)均沿第一方向延伸，任意两个子流道(32)之间通过所述弯折部(31)连通；

7.根据权利要求3或4任一项所述的换热装置，其特征在于，所述冷却流道(30)包括多个并联的子流道(32)，任意一个所述子流道(32)均为回字形流道，任意一个子流道(32)均具有弯折部(31)以形成所述回字形流道。

8.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述本体(10)包括：

9.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，所述冷却组件(20)包括相互独立的第一子冷却组件(22)和第二子冷却组件(23)；

10.一种单晶炉，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的换热装置。

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【技术特征摘要】

1.一种换热装置，设置于单晶炉内，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述冷却组件(20)包括多个冷却板(21)，多个所述冷却板(21)沿所述本体(10)的内壁环绕设置，相邻两个所述冷却板(21)之间均匀间隔，所述冷却板(21)包括相对设置的第一端和第二端，所述第一端靠近所述本体(10)的下端口，所述第二端远离所述本体(10)的下端口。

3.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，所述冷却板(21)包括第一板体和第二板体，所述第一板体和/或所述第二板体设置有凹槽，所述第一板体和所述第二板体密封连接使得所述凹槽形成供冷却介质流动的所述冷却流道(30)。

4.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，所述冷却板(21)包括冷却管道，所述冷却管道嵌设于所述冷却板(21)内为冷却介质提供所述冷却流道(30)。

5.根据权利要求3或4任一项所述的换热装置，其特征在于，所述冷却流道(30)包括沿第一方向间隔设置且...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，杨东，王凯，杨斯奇，金伦兆，周嘉浩，丁攀，吉祥，马明，文辉，
申请(专利权)人：银川隆基硅材料有限公司，
类型：新型
国别省市：