[实用新型]一种加热装置及拉晶设备

说明书

本实用新型公开一种加热装置及拉晶设备，涉及拉晶技术领域，以在提高拉晶加热速度的情况下，准确控制拉晶过程中的温度。所述加热装置包括微波发生器、微波振荡器以及坩埚件。微波发生器的数量至少为一个。至少一个微波发生器设在炉体上。微波振荡器设在炉体内。每个微波发生器与微波振荡器配合。该坩埚件设在微波振荡器内。微波振荡器具有用于将微波发生器产生的微波馈至坩埚件外壁的多个馈波孔。坩埚件用于将微波能量转换为热能。所述拉晶设备包括上述技术方案所提的加热装置。本实用新型提供的加热装置用于拉晶。

技术领域

本实用新型涉及拉晶技术领域，尤其涉及一种加热装置及拉晶设备。

背景技术

直拉法又称为切克劳斯基法，是由切克劳斯基(Czochralski)建立起来的一种单晶生长方法，简称CZ法。目前，广泛采用单晶炉为单晶生长设备，采用直拉法生长单晶硅棒。

现有技术中，单晶炉具有炉体以及设在炉体内的石墨电阻加热器与用于盛放晶料的石英坩埚。石英坩埚位于石墨电阻加热器内。对晶料进行加热时，向石墨电阻加热器通入大电流，以利用石墨电阻加热器对盛放晶料的石英坩埚进行加热，从而为晶体的生长提供足够的热量。此时，石墨电阻加热器所提供的热量可以弥补环境温度降低所造成的热量损失，使得在相对的热平衡条件下进行单晶硅棒生长。但是，这种加热方式的热损耗较大，不仅加热速度慢，温度控制精度难以控制，还不利于单晶制造朝着大尺寸、大热场的方向发展，无法适应光伏行业单晶制造的技术发展需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种加热装置及拉晶设备，以在提高拉晶加热速度的情况下，准确控制拉晶过程中的温度。

第一方面，本实用新型提供一种加热装置。该加热装置应用于拉晶设备。该拉晶设备具有炉体。本实用新型提供的加热装置包括：包括微波发生器、微波振荡器以及坩埚件。该微波发生器的数量至少为一个。至少一个微波发生器用于设在炉体的炉壁上。微波振荡器用于设在炉体内。该坩埚件设在微波振荡器内。每个微波发生器与所述微波振荡器配合。微波振荡器具有用于将微波发生器产生的微波馈至坩埚件外壁的多个馈波孔。该坩埚件用于将微波能量转化为热能。

采用上述技术方案时，至少一个微波发生器用于设在炉体的炉壁上，而微波振荡器用于设在炉体内，每个微波发生器与微波振荡器配合，因此，在拉晶过程中各个微波发生器所产生的微波可以全部被微波振荡器接收。在此基础上，由于微波振荡器具有多个馈波孔，而坩埚件设在微波振荡器内，使得微波振荡器所具有的多个馈波孔可以将微波发生器产生的微波馈至坩埚件外壁。由此可见，在拉晶过程中坩埚件的能量源以微波形式导入坩埚件所在环境，使得坩埚件处在微波场内，整个过程中作为能量源的微波在坩埚件处转换为热能，而在其它区域则不存在热能转换，因此，坩埚件可以将各个微波发生器所产生的微波能量全部转换为热能，基本不存在热损失，从而保证坩埚件可以提供充足热量用以加热晶料，以提高拉晶加热速度。

另外，本实用新型提供的加热装置中，可以设置微波发生器的控制参数，以准确控制坩埚件处微波场的微波能量。而微波场的微波能量与坩埚所转化的热量存在相互依存关系，因此，本实用新型提供的加热装置可以准确调控拉晶加热温度。

在一种可能的实现方式中，上述微波振荡器包括具有中空腔体的环状结构。该环状结构的外侧壁靠近微波发生器。环状结构的内侧壁靠近坩埚件。坩埚件设在环状结构的环内区域。每个微波发生器与中空腔体连通。多个馈波孔开设在环状结构的内侧壁。多个馈波孔与中空腔体连通。

采用上述技术方案的情况下，每个微波发生器与中空腔体连通，使得各个微波发生器所产生的微波可以进入中空腔体，然后以多个馈波孔为出口从中空腔体射入环状结构的环内区域，使得环内区域具有微波场，坩埚件设在环内区域，可以保证坩埚件处在微波场内，从而使得坩埚件可以将微波场所具有的微波能量全部转化为热能，用以加热晶料。

在一种可能的实现方式中，多个馈波孔在坩埚件外壁形成的馈波区域(每个馈波孔在坩埚件外壁形成的馈波区域定义为馈波孔的坩埚馈波区域)均匀分布。