加热器电极和单晶炉的制作方法

本实用新型涉及硅料加工技术领域，尤其涉及一种加热器电极和单晶炉。

背景技术：

单晶硅作为一种半导体材料，一般用于制造集成电路和其他电子元件，在直拉法制造单晶硅时，要将多晶硅置于石英坩埚中，经过高温使其熔化，然后籽晶由顶部降至熔化的多晶硅中，通过控制液面的温度，使熔化的籽晶在周围重新结晶，生成排列整齐的单晶硅棒。

现有技术中，通常在单晶炉的炉底设置石墨电极，石墨电极的一端与加热器相连接，另一端与铜电极相连接，石墨电极具有良好的导热性能和导电性能，能够在单晶硅拉制过程中，使单晶炉的热场系统稳定，从而提高单晶硅的生产质量，但是，由于石墨电极直接与铜电极向接触，并且石墨电极具有良好的导热性能，导致加热器产生的部分热能会通过石墨电极和铜电极流出热场，不仅增加了加热器的电能消耗，导致生产成本的增加，还造成了能源的浪费。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种加热器电极和单晶炉，主要目的是提供一种能够降低加热器的电能消耗的加热器电极和单晶炉。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

一方面，本实用新型实施例提供了一种加热器电极，包括：

电极本体，所述电极本体包括连接电极、石墨电极和导电部件，所述连接电极固定连接于单晶炉的炉底，所述导电部件设置在所述连接电极和所述石墨电极之间，用于传递电流。

进一步的，所述导电部件包括连接部件和传递垫片，所述连接部件的两端分别连接于所述连接电极和所述石墨电极，所述传递垫片套装在所述连接部件上，用于传递电流。

进一步的，所述连接部件的两端具有螺纹，所述连接电极和所述石墨电极分别螺纹连接于所述连接部件，所述传递垫片套装在所述连接部件的中部，所述传递垫片的两侧分别顶接于所述连接电极和所述石墨电极。

进一步的，所述传递垫片的形状为环状结构。

进一步的，所述传递垫片的直径与所述石墨电极的直径相同。

进一步的，所述传递垫片的材料为碳碳复合材料。

另一方面，本实用新型实施例还提供一种单晶炉，包括：

炉体和如上述的加热器电极，所述加热器电极的连接电极连接于所述炉体的炉底。

与现有技术相比，本实用新型具有如下技术效果：

本实用新型实施例提供的技术方案中，电极本体的作用是向加热器提供电能，电极本体包括连接电极、石墨电极和导电部件，连接电极固定连接于单晶炉的炉底，导电部件设置在连接电极和石墨电极之间，用于传递电流，相对于现有技术，石墨电极的一端与加热器相连接，另一端与铜电极相连接，石墨电极具有良好的导热性能和导电性能，能够在单晶硅拉制过程中，使单晶炉的热场系统稳定，从而提高单晶硅的生产质量，但是，由于石墨电极直接与铜电极向接触，并且石墨电极具有良好的导热性能，导致加热器产生的部分热能会通过石墨电极和铜电极流出热场，不仅增加了加热器的电能消耗，导致生产成本的增加，还造成了能源的浪费，本实用新型实施例中，通过在连接电极和石墨电极之间设置导电部件，由于加热器本身需要将电能转化成热能，然后对坩埚进行加热，因此，加热器电极只需要传递电能即可，导电部件具有良好的导电性能，同时，还能够降低热能通过石墨电极传递至连接电极，从而降低了加热器电极的导热性能，进而降低了加热器的电能消耗。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种加热器电极的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种加热器电极剖视图；

图3为本实用新型实施例提供的一种单晶炉的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

一方面，如图1和图2所示，本实用新型实施例提供了一种加热器电极，包括：

电极本体，电极本体包括连接电极11、石墨电极12和导电部件13，连接电极11固定连接于单晶炉的炉底9，导电部件13设置在连接电极11和石墨电极12之间，用于传递电流。

本实用新型实施例提供的技术方案中，电极本体的作用是向加热器7提供电能，电极本体包括连接电极11、石墨电极12和导电部件13，连接电极11固定连接于单晶炉的炉底9，导电部件13设置在连接电极11和石墨电极12之间，用于传递电流，相对于现有技术，石墨电极12的一端与加热器7相连接，另一端与铜电极相连接，石墨电极12具有良好的导热性能和导电性能，能够在单晶硅拉制过程中，使单晶炉的热场系统稳定，从而提高单晶硅的生产质量，但是，由于石墨电极12直接与铜电极向接触，并且石墨电极12具有良好的导热性能，导致加热器7产生的部分热能会通过石墨电极12和铜电极流出热场，不仅增加了加热器7的电能消耗，导致生产成本的增加，还造成了能源的浪费，本实用新型实施例中，通过在连接电极11和石墨电极12之间设置导电部件13，由于加热器7本身需要将电能转化成热能，然后对坩埚进行加热，因此，加热器电极只需要传递电能即可，导电部件13具有良好的导电性能，同时，还能够降低热能通过石墨电极12传递至连接电极11，从而降低了加热器电极的导热性能，进而降低了加热器7的电能消耗。

上述电极本体的作用是向加热器7提供电能，电极本体包括连接电极11、石墨电极12和导电部件13，连接电极11固定连接于单晶炉的炉底9，导电部件13设置在连接电极11和石墨电极12之间，用于传递电流，连接电极11通常采用铜材料，并且固定在单晶炉的底盘上，石墨电极12与加热器7相连接，导电部件13设置在连接电极11和石墨电极12之间，由于加热器7本身需要将电能转化成热能，然后对坩埚进行加热，因此，加热器电极只需要传递电能即可，但是，由于石墨电极12具有良好的导电性能和导热性能，在石墨电极12传递电能的同时，会将加热器7的部分热能传递至连接电极11，连接电极11将热能排出单晶炉，从而导致部分热能的浪费，因此，在连接电极11和石墨电极12之间设置导电部件13，使连接电极11通过导电部件13将电能传递至石墨电极12上，同时，石墨电极12与导电部件13相互接触，使得大多数热能会被导电部件13隔绝，从而达到降低加热器电极传递热能的技术效果，进而使得热能始终保持在单晶炉的热场内，进而达到降低加热器7的电能消耗。

进一步的，如图1和图2所示，导电部件13包括连接部件131和传递垫片132，连接部件131的两端分别连接于连接电极11和石墨电极12，传递垫片132套装在连接部件131上，用于传递电流。本实施例中，进一步限定了导电部件13，连接部件131的作用是连接石墨电极12和连接电极11，也就是说，石墨电极12通过连接部件131固定在连接电极11上，目的是提高加热器电极的强度和稳定性，传递垫片132套装在连接部件131上，传递垫片132的两侧分别与连接电极11和石墨电极12相互贴合，传递垫片132能够起到导电的作用，同时，传递垫片132的导热性能较差，从而使得多数热能停留在单晶炉的热场内，可选的，传递垫片132可以采用碳碳复合材料制成，碳碳复合材料具有良好的导电性能，但是，相对于石墨材料，碳碳复合材料的导热性能是石墨材料的十分之一，并且，由于单晶炉内的反应温度在1500度左右，因此，传递垫片132同时需要较好的耐高温性能，碳碳复合材料具有良好的耐高温性能，因此，碳碳复合材料制成的传递垫片132能够更好的实现导电不到热的性能，当然，也可以采用其他的材料制作传递垫片132，例如二氧化钒，二氧化钒在超过67度以上的环境中时，性质从绝缘变为导电，同时，二氧化钒在导电时的热传导率仅为威德曼-弗朗兹法则预测值的10～20％，因此，也可以采用二氧化钒制作传递垫片132，连接部件131在强度符合支撑条件的情况下可以采用碳碳复合材料，也可以采用不锈钢材料或者其他的支撑材料，本实施例中，通过在连接电极11和石墨电极12设置连接部件131，提高加热器电极的支撑强度，然后通过传递垫片132和连接部件131传递电能，同时，利用传递垫片132的导热性能差的特点，减少石墨电极12与连接部件131的接触面积，从而达降低热能通过石墨电极12传递出单晶炉的技术效果，进而达到减少集热器电能消耗的技术效果。

进一步的，连接部件131的两端具有螺纹，连接电极11和石墨电极12分别螺纹连接于连接部件131，传递垫片132套装在连接部件131的中部，传递垫片132的两侧分别顶接于连接电极11和石墨电极12。本实施例中，进一步限定了连接部件131，在连接部件131的两端设置螺纹，使连接电极11和石墨电极12分别螺纹连接于连接部件131，从而提高连接电极11和石墨电极12的稳定性，传递垫片132套装在连接部件131的中间位置，使得连接电极11和石墨电极12对传递垫片132进行夹持，也就是说，传递垫片132的两侧分别顶接于连接电极11和石墨电极12，从而提高了传递垫片132传递电能的效率；可选的，传递垫片132的形状为环状结构，环状结构的传递垫片132的中间位置具有通孔，连接部件131能够穿过通孔，使得传递垫片132套装在连接部件131上，可选的，传递垫片132的直径与石墨电极12的直径相同，石墨电极12的形状通常为圆柱体，石墨电极12和连接电极11对传递垫片132进行夹持，传递垫片132的直径与石墨电极12的直径相同，使得石墨电极12的边缘与传递垫片132的边缘相互贴合，从而达到提高单晶炉内的热场的稳定性的技术效果。

另一方面，如图3所示，本实用新型实施例还提供一种单晶炉，包括：

炉体8和如上述权利要求的加热器电极，加热器电极的连接电极11连接于炉体8的炉底9。

本实施例中提供了一种单晶炉，其中，加热器电极包括电极本体，电极本体的作用是向加热器7提供电能，电极本体包括连接电极11、石墨电极12和导电部件13，连接电极11固定连接于单晶炉的炉底9，导电部件13设置在连接电极11和石墨电极12之间，用于传递电流，相对于现有技术，石墨电极12的一端与加热器7相连接，另一端与铜电极相连接，石墨电极12具有良好的导热性能和导电性能，能够在单晶硅拉制过程中，使单晶炉的热场系统稳定，从而提高单晶硅的生产质量，但是，由于石墨电极12直接与铜电极向接触，并且石墨电极12具有良好的导热性能，导致加热器7产生的部分热能会通过石墨电极12和铜电极流出热场，不仅增加了加热器7的电能消耗，导致生产成本的增加，还造成了能源的浪费，本实用新型实施例中，通过在连接电极11和石墨电极12之间设置导电部件13，由于加热器7本身需要将电能转化成热能，然后对坩埚进行加热，因此，加热器电极只需要传递电能即可，导电部件13具有良好的导电性能，同时，还能够降低热能通过石墨电极12传递至连接电极11，从而降低了加热器电极的导热性能，进而降低了加热器7的电能消耗。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。