[实用新型]高顺向性多晶区熔炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体材料拉制顺向多晶体的一种改进的高顺向性多晶区熔炉，属于电子产品材料专用加工设备，尤其适用于生产半导体制冷材料的拉制高顺向性多晶区熔炉。

背景技术

区熔炉是半导体制冷晶体粒子制备的关键设备，其功能是将熔炼好的无取向结晶的材料通过区熔加工成顺向多晶，而顺向多晶的结晶方向决定了晶体材料热电性能，结晶方向与轴向夹角越小，晶体材料的热电性能越好。

目前，我国半导体制冷器件生产厂家所用的区熔炉基本相同，都是将熔炼好的无取向结晶的材料自上而下慢速垂直通过区熔炉，使无取向结晶材料经这一过程变成结晶方向与轴向基本一致的顺向多晶。在整个区熔过程中，除区熔炉内材料在高温作用下变为液态，区熔炉以上和以下的固态部分都暴露在环境大气中，区熔炉以下部分是拉制成的顺向多晶材料。这样的区熔炉熔解热是由棒状材料外表面散发到环境大气中的，使得区熔炉下方半导体材料的液态和固态界面形成近似球面的弧形，就形成出除轴心处材料结晶方向与轴向一致，越远离轴心材料结晶方向与轴的夹角越大。通过大量的实验证实，按原有区熔炉制成的顺向多晶材料越靠近轴心的结晶方向与轴向夹角越小，热电性能越好，越靠近外表面的材料结晶方向与轴向夹角越大，热电性能越差。形成顺向多晶的晶体材料的靠轴心部分和靠外表面部分热电性能相差比较大，这种顺向多晶的晶体材料切割成半导体粒子热电性能相差比较大，从而导致半导体制冷器件热电技术指标差距较大，并且造成半导体制冷器件热电性能不理想。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种区熔炉下方的熔解热绝大部分向下方传递散失，大大减少结晶方向与轴向的夹角，更好地保证顺向多晶横断面各点热电性能的一致性，保证半导体制冷器件晶体粒子的一致性的高顺向性多晶区熔炉。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种高顺向性多晶区熔炉，包括区熔炉炉体、控温系统、升降系统和小加热炉，其特征在于：所述小加热炉的下方设置一可流过循环水的水桶，在所述水桶的上方制有出水口，连接第一输水管道，所述第一输水管道和储水池相通，在所述水桶的下方制有进水口，连接第二输水管道，所述第二输水管道与水泵的出水口相连通，将水泵的进水口通过第三输水管道与储水池相连。

所述水桶固定后同小加热炉的底部之间的距离保持固定，将所述顺向多晶体穿过小加热炉中心后伸入到水桶中。

本实用新型在工作时，由水泵将储水池中的水抽出，沿第二输水管道送入至水桶中，在水桶中达到一定高度时，多余的水沿着第一输水管道流出水桶，重新进入储水池中，不断循环操作。

本实用新型的有益效果是通过水泵带动水桶的水不断发生循环，将顺向多晶体的绝大部分熔解热通过水带出，大大增加小加热炉下方的温度梯度，促使绝大部分熔解热向下方传递，使小加热炉下方的顺向多晶体液态和固态界面变得接近平面，横截面各处结晶方向更加一致，从而极大地提高了由顺向多晶体制成的半导体制冷器件热电性能的一致性，也提高了半导体制冷器件热电性能。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

如图1所示，一种高顺向性多晶区熔炉，包括区熔炉炉体、控温系统、升降系统和小加热炉1，在小加热炉1的下方固定安装可流过循环水的水桶2，水桶2中插入有穿过小加热炉1中心的顺向多晶体6，在水桶2的上方制有出水口21，连接第一输水管道3，第一输水管道3在和水桶2的出水口21相连后，延伸到储水池4的上方，和储水池4相通，水桶2的下方制有进水口22，连接第二输水管道3’，第二输水管道3’与水泵5的出水口相连通，将水泵5的进水口连接第三输水管道3”与储水池4之间相连通。在水泵5将储水池4中的水抽出后，沿第二输水管道3’送入至水桶2中，水面在水桶2中达到一定高度时，多余的水就会沿着第一输水管道3流出水桶2，重新进入储水池4中，不断的循环操作。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。