一种单晶炉底部加热器的制作方法

本实用新型涉及硅单晶生长领域，具体涉及一种单晶炉内热场中的底部加热器。

背景技术：

在硅单晶整个长晶过程中，单晶炉内热场对晶棒质量、生长速率及成品率均有很大影响。在日趋白热化的价格比拼战中，降低生产成本是所有单晶棒生产企业追求的目标。单位能耗、硅材料利用率及生产效率都是影响成本的因素。所以，单晶炉热场系统的整体结构和热场中关键部件的设计备受关注。

众所周知，硅单晶棒尺寸越来越大，单位成本也随之降低。但是随着硅棒尺寸的增加，热场系统的整体结构和相应部件尺寸势必也要相应增加。目前，单晶炉生产企业都以24和26inch热场为主要结构，22或23inch热场已越来越少，而新交付使用的单晶炉热场均不小于26inch。热场尺寸增加，原先常规的侧面加热方案，已无法维持整个热场特别是热场底部的温度达到工艺要求，大大增加了热场工艺控制的难度。因此，目前使用及新投入运行的单晶炉，一般都采用双加热器结构，在常规的侧加热器以外，增加一个底部加热器。

现有技术中的单晶炉底部加热器并没有对目前单晶炉日益增加的热场尺寸做针对设计，因此大多数底部加热器一般存在发热不均，材料利用率低，发热覆盖面积不足等问题，不能充分满足目前单晶炉热场温度的工艺要求。

技术实现要素：

为了解决上述背景技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种发热均匀、材料利用率高、发热覆盖面积大的单晶炉底部加热器。该底部加热器针对目前单晶炉的结构和热场温度工艺制度进行针对设计，能够充分满足目前24和26inch热场中硅单晶棒的生长要求，从而增加产品良率，提高生产效率，降低成本。

具体来说，本实用新型提供了一种单晶炉底部加热器，所述底部加热器包括整体呈圆形的发热部和发热部两端相对设置的两个电极连接部。所述底部加热器的尺寸可以根据配套使用的侧加热器的尺寸进行设置，以使产生的热量能够按照工艺要求覆盖单晶炉整个底部。

进一步地，所述发热部由数个横截面相等的外侧弯筋条、直筋条和内侧弯筋条依次连接组成，其中，所有的外侧弯筋条和两个电极连接部形成底部加热器的外侧圆形轮廓，所有的内侧弯筋条形成底部加热器的内侧圆形轮廓，且外侧圆形轮廓和内侧圆形轮廓同圆心设置。

进一步地，所述数个直筋条在两个圆轮廓之间呈放射状设置且指向两个圆轮廓的圆心。上述设置可使底部加热器发热均匀，且容易进行热场工艺控制。

进一步地，所述底部加热器的发热部和电极连接部均位于同一平面内，即各部分采用等厚度设计。

进一步地，所述底部加热器的发热部和电极连接部可以使用石墨或者碳碳复合材料(carbon-carbon composite material)来制作。所述碳碳复合材料是指现有技术中碳纤维及其织物增强的碳基体复合材料。

本实用新型的单晶炉底部加热器具有如下优点：

发热部为横截面相等的筋条，且内侧圆轮廓和外侧圆轮廓为同心圆结构，发热均匀；各部分采用等厚度设计，材料利用率高；底部加热器产生的热量可以覆盖单晶炉整个底部，发热区域大，底部热量均衡，且容易进行热场工艺控制。

附图说明

图1为本实用新型单晶炉底部加热器的顶视结构示意图。

图2为本实用新型单晶炉底部加热器和侧加热器组合的结构示意图(顶视图)。

图3为本实用新型单晶炉底部加热器和侧加热器组合的结构示意图(侧视图)。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参见图1，所述的单晶炉底部加热器100包括发热部1和位于发热部1两端的两个电极连接部2。发热部1整体呈圆形，包括外侧弯筋条11、直筋条12和内侧弯筋条13依次连接组成。外侧弯筋条11和两个电极连接部2形成底部加热器100的外侧圆形轮廓，内侧弯筋条13形成底部加热器100的内侧圆形轮廓，两个圆形轮廓同圆心设置。所有的直筋条12在两个圆形轮廓之间呈放射状设置且指向两个圆形轮廓的圆心。所有外侧弯筋条11、直筋条12和内侧弯筋条13截面积相同，所以单位长度的电阻一致，通过发热功率公式P＝I²R，故单位长度发热量也一样。

参见图2，显示了底部加热器100在侧加热器200中的设置。所述的底部加热器100在侧加热器200内侧，可以根据侧加热器200内径定制底部加热器100外径，可以覆盖热场的底部区域，热量均衡。

参见图3，为图2的侧视图，显示了底部加热器100在侧加热器200中的设置。从图3中可以看出，底部加热器100的发热部1和电极连接部2均位于同一平面内，即各部分采用等厚度设计。

本说明书中所述的只是本实用新型的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型的限制。凡本领域技术人员依本实用新型的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本实用新型的范围之内。